2021-2022学年高二物理竞赛课件：光栅的分辨本领.pptx

光栅的分辨本领光栅的分辨本领光栅的分辨本领光谱的分辨本领光谱的分辨本领是指把波长靠得很近的两条谱线是指把波长靠得很近的两条谱线分辨清楚的本领。其定义为分辨清楚的本领。其定义为 其中其中 波长为波长为l l+D+Dl l 的的 k 级明级明纹与波长为纹与波长为l l 的的 Nk+1 级暗纹重合级暗纹重合时两条谱线恰好能分辨时两条谱线恰好能分辨瑞利判据：瑞利判据：例例 波长波长 600600（nmnm）的单色光垂直入射在一光栅上，）的单色光垂直入射在一光栅上，相邻的两条明条纹分别出现在相邻的两条明条纹分别出现在 sinsin=0.20=0.20 与与 sinsin=0.30=0.30 处处,第四级缺级。第四级缺级。求：（求：（1 1）光栅上相邻两缝的间距有多大？）光栅上相邻两缝的间距有多大？（2 2）光栅上狭缝的最小宽度有多大？）光栅上狭缝的最小宽度有多大？（3 3）按上述选定的）按上述选定的 a a、b b 值，举出光屏上实值，举出光屏上实际呈现的全部级数。际呈现的全部级数。解：（解：（1）由光栅衍射明条纹公式，得解：解：共有共有 k=0+1-1+2 -2 五个主极大五个主极大（2）中央明条纹宽度：中央明条纹宽度：（1）代入得（2）所以狭缝的最小宽度为（3）因为所以缺级实际屏幕上呈现的全部级数为例：例：光垂直入射光栅，光栅常数与入射光波长之比为光垂直入射光栅，光栅常数与入射光波长之比为光栅常数与透光部分宽度之比光栅常数与透光部分宽度之比求：实际呈现的光谱线条数求：实际呈现的光谱线条数解：据光栅方程解：据光栅方程最大主极大级次为：最大主极大级次为：取取可能的主极大为：可能的主极大为：缺级条件：缺级条件：缺少的级次为：缺少的级次为：实际呈现的光谱线级次：实际呈现的光谱线级次：共共7条谱线条谱线光谱的分辨本领：光谱的分辨本领：解：解：（1）即即（2）例例设计一光栅，要求设计一光栅，要求(1)能分辨钠光谱的能分辨钠光谱的 5.89010-7 m 和和 5.89610-7 m的第二级谱线；的第二级谱线；(2)第二级谱线衍射角第二级谱线衍射角 ;(3)第三级谱线缺级。第三级谱线缺级。这样光栅的这样光栅的 N、a、b 均被确定。均被确定。（3）缺级条件）缺级条件 取取干涉和衍射的区别和联系干涉和衍射的区别和联系 双缝干涉的光强分布受到单缝衍射光强分布的调双缝干涉的光强分布受到单缝衍射光强分布的调制制双缝衍射双缝衍射单缝衍射光强分布单缝衍射光强分布多缝干涉光强分布多缝干涉光强分布光栅衍射光强分布光栅衍射光强分布缺级缺级多缝（光栅）干涉条纹受到单缝衍射条纹的调制多缝（光栅）干涉条纹受到单缝衍射条纹的调制X射线又称射线又称伦琴射线伦琴射线，是由伦琴于，是由伦琴于1895年发现的。年发现的。X射线是由高速电子撞击物体时产生，射线是由高速电子撞击物体时产生，从本质上它和可见光一样，是一种电磁从本质上它和可见光一样，是一种电磁波，它的波长约为波，它的波长约为 0.0010.01 nm+_KA伦琴伦琴