大学物理课件-光的衍射.pptVIP

§13-4 衍射光栅 三、光线斜入射 相邻两缝光线的光程差 斜入射时的光栅方程为 §13-4 衍射光栅 四、光栅光谱 复色光入射时，除中央明纹外，不同波长的同级明纹以不同的衍射角出现 ----光栅光谱 一级光谱 二级光谱 三级光谱 §13-4 衍射光栅 [例2]双缝缝距d=0.40mm, 两缝宽度都是a=0.08mm，用波长?=4800?的平行光垂直照射双缝, 在双缝后放一焦距f =2.0m的透镜, 求:(1)在透镜焦平面处的屏上，双缝干涉条纹的间距?x; (2)在单缝衍射中央亮纹范围内的双缝干涉亮纹数目 解： (1)对双缝干涉第 k 级明纹有 §13-4 衍射光栅 第 k 级明纹在屏上的位置 §13-4 衍射光栅 (2) 即在单缝衍射中央明纹范围内出现双缝干涉明纹的级次为 即明纹级数为-4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4 §13-4 衍射光栅 [例3]一平面透射光栅，在1mm内刻有500条纹。现用?=0.59×10-3mm钠光谱观察。求(1)光线垂直入射时,最多能看到第几级光谱？(2)光线以300角入射时，最多能看到哪几条光谱? 解： (1)光栅常数为 §13-4 衍射光栅 当 时，k最大 取整，即最多能看到第三级光谱 (2) §13-4 衍射光栅 * * 布拉格父子于1913年借助X射线成功地测出金刚石的晶体结构，并提出了“布拉格公式”，为最终建立现代晶体学打下了基础，于1915年获奖。当时，小布拉格年仅25岁，是至今为止最年轻的诺贝尔奖获得者。 衍射现象：波偏离直线传播的现象 §13-1 光的衍射现象 惠更斯—菲涅耳原理 一、光的衍射现象 §13-1 光的衍射现象 §13-1 光的衍射现象 二、分类 1.菲涅耳衍射: 光源和显示屏中的一个或两个与衍射孔(缝)相距为有限远 光源 显示屏 孔(缝) §13-1 光的衍射现象 2.夫朗和费衍射：光源和显示屏与衍射孔(缝)相距为无限远(入射和衍射光都是平行光,一般通过透镜实现) §13-1 光的衍射现象 菲涅耳假定：波在传播时，从同一波阵面上各点发出的子波，经传播而在空间某点相遇时，产生相干叠加 三、惠更斯－菲涅耳原理 ----惠更斯－菲涅耳原理 §13-1 光的衍射现象 　 一、实验装置 §13-2 单缝夫朗和费衍射 §13-2 单缝夫朗和费衍射 二、衍射图像的分布规律 λ 2 λ 2 λ 2 λ 2 §13-2 单缝夫朗和费衍射 ----菲涅耳波带法 (1) BC=asin? =2(l /2) ---- 2个波带 A0和0B波带上对应点发出的子波到达P点时的位相差为?，相互干涉抵消 ----P点为暗纹 (2) BC=asin?=3(l /2) ---- 3个波带 有一个波带未被抵消 ----P点为明纹 §13-2 单缝夫朗和费衍射 　 (3)BC=asin? =n(l /2) ---- n个波带 n为偶数：成对干涉抵消 ----暗纹 n为奇数：剩一个波带未被抵消 ----明纹 ----明纹 ----暗纹 §13-2 单缝夫朗和费衍射 (4)asin? 不等于l/2的整数倍时, 光强介于最明与最暗之间 (1)中央明纹：两个第一级暗纹中心间的明纹 半角宽 讨论： 线宽度 §13-2 单缝夫朗和费衍射 (2)其它相邻明(暗)纹的间距是中央亮纹宽度的一半 (3)l 变化则衍射位置变化；l一定时，a越小，衍射作用越明显 §13-2 单缝夫朗和费衍射 (4)中央明区最亮，随级数增大，亮度迅速减小 §13-2 单缝夫朗和费衍射 [例1]单缝衍射实验中，透镜焦距f=0.5m，入射光波长?=5000?，缝宽a=0.1mm。求(1)中央明纹宽度; (2)第一级明纹宽度 解： (1)中央明纹宽度 §13-2 单缝夫朗和费衍射 (2)第一级明纹宽度为第一级暗纹和第二级暗纹间的距离 §13-2 单缝夫朗和费衍射 §13-3 光学仪器的分辨率 一、圆孔的夫朗和费衍射 爱里斑 第一级暗环衍射角满足 §13-3 光学仪器的分辨率 能分辨 二、光学仪器分辨率 §13-3 光学仪器的分辨率 不能分辨 恰能分辨 爱里斑 最小分辨角 §13-3 光学仪器的分辨率 瑞利准则：对光学仪器来说，如果一个点光源衍射图样的中央最亮处刚好与另一个点光源衍射图样的第一个最暗处相重合，则这两个点光源恰好为该仪器所分辨 爱里斑 分辨率 §13-3 光学仪器的分辨率 §13-3 光学仪器的分辨率 §13-4 衍射光栅 一、光栅的结构和用途 由许多等宽等间距的狭缝构成 类型：透射光栅，反射光栅 透射光栅 反射光栅 §13-4 衍射光栅 ----光栅常数 ----相邻两缝光线的光程差 §13-4 衍射光栅 二、光栅衍射图样的形成 1.光栅的多缝干涉 相邻两缝光束间的相