物理-光栅衍射-精品文档整理.ppt

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1、1 条条 缝缝20 条条 缝缝3 条条 缝缝5 条条 缝缝单缝衍射衍射指的是衍射指的是无限多无限多的的子波子波的相干叠加的相干叠加 二者又常常同时出现在同一二者又常常同时出现在同一现象中现象中从本质上讲干涉和衍射从本质上讲干涉和衍射都是波的都是波的相干叠加相干叠加干涉指的是干涉指的是有限多有限多的的分立分立光束光束的相干叠加的相干叠加双缝干涉光栅光栅大量等宽等间距的平行狭缝大量等宽等间距的平行狭缝( (或反射面或反射面) )构构 成的光学元件。成的光学元件。种类：种类：d=a+b光栅常数光栅常数d 的数量级约的数量级约10-6 米米d透射光栅透射光栅abd反射光栅反射光栅ba为了提高精确度，希

2、望加大干涉明暗条纹间距和亮度对比度。条纹特点：条纹特点：主极大条纹亮且细主极大条纹亮且细各主极大亮度不一各主极大亮度不一存在次极大存在次极大多缝干涉多缝干涉APOfk=0, 1, 2, 3 sindkdsin主极大主极大ipNAA ipINI2光栅方程：光栅方程：GAPOfnN2暗纹位置：暗纹位置：NNNn3 ,2 ,0，0级主极大1级主极大2级主极大3级主极大n有N-1个取值相邻主极大之间有N-1个暗条纹5 kA1n=1A2A3A4A5A6n=4n=3m=5n=2次极大：次极大：相邻主极大之间有N-2个次极大相邻主极大之间有N-1个暗条纹PsindNdd11sin主极大条纹细锐的原因主极大条

3、纹细锐的原因Ndsin若一级主极大角位置：dN20中央明纹角宽度：明条纹之间的角间距d0sinIobb2b3bb2b3衍射角相同衍射角相同的光线，的光线，会聚在接收屏的会聚在接收屏的相相同位置上。同位置上。OaOa单缝的夫琅和费单缝的夫琅和费衍射图样衍射图样，不随缝的上，不随缝的上下下移动而变化。移动而变化。EaBAfp2/PAC2/PAC2) 12(sinkaEaBAfpa sin = k 缺极时衍射角同时满足：缺极时衍射角同时满足：d sin = k k 就是所缺的级次就是所缺的级次缺缺 级级即：k= 1, 2, kadk因此，光栅衍射图样是多缝干涉光强因此，光栅衍射图样是多缝干涉光强分布

4、受单缝衍射光强分布调制的结果。分布受单缝衍射光强分布调制的结果。衍射图样光强分布特点衍射图样光强分布特点k=1k=2k=0k=4k=5k=-1k=-2k=-4k=-5k=3k=-3k=6 392613kkad若：若：，k=-6缺级：缺级：k =3,6,9,.缺级缺级光栅衍射光栅衍射第三级极第三级极大值位置大值位置单缝衍射单缝衍射第一级极第一级极小值位置小值位置kdsin光栅方程：光栅方程：2.光栅衍射图样是多缝干涉光强分布受单缝衍射光强分布调制的结果。总结总结1.主极大条纹亮且细光栅衍射条纹特点光栅衍射条纹特点确定主极大位置k= 1, 2, kadk但是，当时，出现缺级波长600nm600nm

5、的单色光垂直入射在一光栅上，有2 2个相邻主极大明纹个相邻主极大明纹分别出现在 与 处，且第第4 4级缺级级缺级。试求：(1)光栅常数； (2)光栅狭缝的最小宽度； (3)按上述选定的缝宽和光栅常数，写出光屏上实际呈现的20. 0sin120. 0sin130. 0sin2kd1sin) 1(sin2kd)sin(sin12 dmd6106k= 1, 2, kadkkkdakdaminm6105 . 1kdsindkmax109, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0k缺级：8, , 4 k9, 7, 6, 5, 3, 2, 1, 0k全部主极大级数；（1）（2）（3）实际呈现级数：kadk