波动光学(二).ppt

二、衍射现象的讨论 2、当衍射角为j 时，会聚于P点。 3、半波带法 5、白光衍射： 三、衍射结果 第九节 X射线衍射 布拉格公式 例12 用波长为589.3nm 的钠黄光垂直照在每毫米500 条刻痕的光栅上，在光栅后放一焦距为 20cm 的凸透镜，试求： ? 最多能看到几条明纹； 解： 例12 用波长为589.3nm 的钠黄光垂直照在每毫米500 条刻痕的光栅上，在光栅后放一焦距为20cm的凸透镜，试求：?若以 30°斜入射，最多能看到第几级明纹. 取正号 最多可见第五级明纹(7条)． 解： 1 2 例14 用波长 ?=6.0?10-7m的单色平行光垂直照射，透光缝宽为a＝1.5?10 -6 m的光栅，测得在衍射角?=arcsin0.2方向出现第二级明纹，求在-90o ? 90o范围内，实际呈现的全部级数。 9级, 　　　　　 ( 15条) 解： * 波 动 光 学 （二） 波在传播过程中遇到障碍物，能够绕过障碍物的边缘前进,这种偏离直线传播的现象称为衍射现象。 一、光的衍射现象 第六节 光的衍射现象 惠 — 菲原理 光源 障碍物 接收屏 衍射的分类 ? 菲涅耳衍射 ?? 夫琅禾费衍射 光源—障碍物—接 收屏距离为有限远。（两者之一） 光源—障碍物—接 收屏距离为无限远。 光源 障碍物 接收屏 菲涅耳衍射积分公式： 对点光源发出的球面波,初相位可取零,且倾斜因子 说明子波为什麽不会向后退. 从同一波阵面上各点所发出的子波，在空间某一点相遇时，各子波也可以相互叠加而产生干涉现象 二、惠更斯 — 菲涅耳原理 光源S 一、衍射装置 o P S L1 L2 a D f j 第七节 夫琅禾费单缝衍射 单缝衍射 1、当衍射角为零(j = 0 )时，会聚于o点。 o L a f P 无光程差，中央为明条纹。 作波面AC，则B、C 两者间的光程差为: o L a A B C j P 以l / 2为一个单位，作一组平行于AC的波面，把AB面分成 n 个相等的窄条，每个窄条称为一个半波带。而任意相邻半波带上对应点发出的光波到 P 点的光程差为l / 2 。 C o L A B P A1 A2 A3 对应一定的j 角，AB 被分成偶数个半波带时，形成明纹。 对应一定的j 角，AB 被分成奇数个半波带时，形成暗纹。 形成暗纹的条件： 形成明纹的条件： 三、形成明暗纹的条件 四、单缝衍射条纹特点 1、在中央明纹两侧对称分布、平行于狭缝、明暗相间的直条纹。 2、条纹亮度：中央明纹最亮，其它明纹 随着j 的增加而显著减弱。 结论： 3、条纹宽度： j 很小时, 条纹到屏幕中心（o点）的距离为： 条纹在屏上的位置: 明 暗 第一级暗纹位置 中央明纹宽度 其它明纹宽度 x1 xk l0 l x 中央明条纹满足条件： 中央明条纹的半角宽： 4、条纹亮度 条纹在屏幕上的位置与波长成正比，如果用白光 做光源，中央为白色明条纹，其两侧各级都为彩 色条纹。该衍射图样称为衍射光谱。 红光 入射 白光 入射 缝越窄（ a 越小），条纹分散的越开，衍射现象越明显；反之,条纹向中央靠拢。 几何光学是 波动光学在 时的极限情况。 当 a与?可比拟时会出现明显的衍射现象。 当al时，形成单一的明条纹，这就是透镜 所形成线光源的像。显示了光的直线传播的性质. 结论 五、缺点：亮度低、条纹宽、间距窄。 o L2 f j x P 例8 用平行可见单色光垂直照射到宽度为a=0.5 mm的单缝上，在缝后放置一个焦距f =100cm的透镜，则在焦平面的屏幕上形成衍射条纹。若在屏上离中央明纹中心距离为15mm处的P点为明纹。试求：1）入射光的波长； 2）P点条纹的级数；该条纹对应的?和狭缝分得的波带数目； 3)中央明纹的宽度。 o L2 f j x P 例8 用平行可见单色光垂直照射到宽度为a=0.5 mm的单缝上，在缝后放置一个焦距f =100cm的透镜，则在焦平面的屏幕上形成衍射条纹。若在屏上离中央明纹中心距离为15mm处的P点为明纹。试求：2）P点条纹的级数；该条纹对应的?和狭缝分得的波带数目； o L2 f j x P 例8 用平行可见单色光垂直照射到宽度为a=0.5 mm的单缝上，在缝后放置一个焦距f =100cm的透镜，则在焦平面的屏幕上形成衍射条纹。若在屏上离中央明纹中心距离为15mm处的P点为明纹。试求：3)中央明纹的宽度。 例9 在单缝衍射实验中，波长为?的单色光垂直 照射到宽度为10 ? 的单缝上,在缝后放一焦距为1m的凸透镜，在透镜的焦平面上放一屏,求屏上最多可出现的明纹条数及此时缝处波面分成的波带数目。 解： 例10 设有