2-5衍射光栅.pptVIP

* * f x b a §2-5 平面衍射光栅—夫琅禾费衍射 光栅常数: 0 屏 ? b 缝宽 a 不透光部分宽度 10-6 10-4 ~ m d=(a+b) : ? ( ) a b + sin 相邻两缝光束的光程差 ? 光强分布: 单缝衍射+多缝干涉 主极大位置:由缝间干涉决定 光强包络: 由单缝衍射决定 N =5的光强分布图 包络线为单缝衍射 的光强分布图 中 央 亮 纹 j=1 j=2 j=0 j=4 j=5 j=-1 j=-2 j=-4 j=-5 j=3 j=-3 j=6 j=-6 主极大 亮纹 ( ) 包络线为单缝衍射 的光强分布图 中 央 亮 纹 j=1 j=2 j=0 j=4 j=5 j=-1 j=-2 j=-4 j=-5 j=3 j=-3 j=6 j=-6 光强分布: 单缝衍射+多缝干涉 主极大位置:由缝间干涉决定 光强包络: 由单缝衍射决定 次极大 包络线为单缝衍射 的光强分布图 中 央 亮 纹 包络线为单缝衍射 的光强分布图 中 央 亮 纹 j=1 j=2 j=0 j=4 j=5 k=-1 j=-2 j=-4 j=-5 j=3 j=-3 j=6 j=-6 光强分布: 单缝衍射+多缝干涉 主极大位置:由缝间干涉决定 光强包络: 由单缝衍射决定 N =5的光强分布图 极小值 包络线为单缝衍射 的光强分布图 包络线为单缝衍射 的光强分布图 中 央 亮 纹 j=1 j=2 j=0 j=4 j=5 j=-1 j=-2 j=-4 j=-5 j=3 j=-3 j=6 j=-6 光强分布: 单缝衍射+多缝干涉 主极大位置:由缝间干涉决定 光强包络: 由单缝衍射决定 N =5的光强分布图 包络线为单缝衍射 的光强分布图 极小值 次极大 主极大 亮纹 ( ) 包络线为单缝衍射 的光强分布图 包络线为单缝衍射 的光强分布图 中 央 亮 纹 j=1 j=2 j=0 j=4 j=5 j=-1 j=-2 j=-4 j=-5 j=3 j=-3 j=6 j=-6 光强分布: 单缝衍射+多缝干涉 主极大位置:由缝间干涉决定 光强包络: 由单缝衍射决定 j 1 2... = 0 ， ， 由相邻两缝在?方向衍射光束的光程差决定——光栅公式 一.主极大的位置(亮纹位置) 振幅矢量法对光栅光强分布的解释: N 个单缝衍射在屏上P 处光强的同相叠加: (屏上各处单缝衍射的光强是不同的!) a p1 a p2 a p3 a pN Ap A 1 N A A 2 A 3 ? ? ? 相邻两缝在P点光振动的相位差 二.暗区 若N? =2?,即有: N(a+b)sin?=? 若N? =4?, 则有:N?=N(a+b)sin?=2? P点的合振动仍为极小值. 所以,暗区条件: pN a a p1 P点的合振幅为极小值. 三.光强分布的定量分析 1.每一单缝衍射的光强分布： 2.相邻两缝衍射波间 的光程差: 3.N个等幅光振动合成: (缝间干涉的光强分布) 其中: 相位差: b ? P O f a 3.N个等幅光振动合成: (缝间干涉的光强分布) b ? P O f a =I0×单缝衍射因子×缝间干涉因子 讨论: 1.多缝干涉各主极大光强受单缝衍射光强调制. 2.干涉、衍射的联系 和区别 P.97 光栅方程 相邻两主极大间有N-2个次极大. 3.干涉主极大位置: 相邻两主极大间有: N-1个极小 b ? P O f a A1 A2 A3 A4 A5 A6 N=6: 4.单色平行光斜入射 5.光栅的缺级 ?０ ? P f ? 光栅常数与缝宽成整数比时出现缺级 j 级一侧第一个极小: j 级主极大: 6.谱线的半角宽?? d: 越小,条纹分布越稀疏; 越大,则条纹分布越密. Nd :实际受光照部分总宽度 7.相邻两主极大的角距离 Nd 越大,?? 越小.光栅的单色分辨本领越好 6.谱线的半角宽?? 8.光栅光谱:白光入射 零级主极大:白色 两侧 光谱按波长排列:均匀? 非均匀? 重叠? N =5的光强分布 包络线为单缝衍射 的光强分布图 极小值 次极大 主极大 亮纹 ( ) 包络线为单缝衍射 的光强分布图 包络线为单缝衍射 的光强分布图 中 央 亮 纹 j=1 j=2 j=0 j=4 j=5 j=-1 j=-2 j=-4 j=-5 j=3 j=-3 j=6 j=-6 缺级 j = 缺级： 3,6,9,... 习题：