衍射习题课ppt课件.ppt
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1、1光的衍射光的衍射光波光波衍射衍射多束光干涉与衍射多束光干涉与衍射叠加效应叠加效应光栅光栅一束光的子一束光的子波干涉效应波干涉效应光栅方程光栅方程缺极条件缺极条件光强分布图光强分布图单缝衍射公式单缝衍射公式圆孔衍射瑞利判据圆孔衍射瑞利判据知识框架知识框架理解并掌握理解并掌握菲涅耳半波带法菲涅耳半波带法及及振幅矢量叠加法振幅矢量叠加法在单缝衍射及光栅衍射中的应用,但最重要的在单缝衍射及光栅衍射中的应用,但最重要的是对推导出的相关公式能够灵活运用!是对推导出的相关公式能够灵活运用!2本章小结本章小结单缝衍射的明暗条件单缝衍射的明暗条件暗纹暗纹), 2, 1(22sin kkka 明明纹纹), 2,
2、 1(2)12(sin kka 单缝衍射的条纹宽度单缝衍射的条纹宽度a 2 0afx 20 衍射角不同衍射角不同的各平行衍射光束的各平行衍射光束在接收屏上便形成在接收屏上便形成衍射图样衍射图样。aP 衍射角衍射角P13光栅的衍射条纹是光栅的衍射条纹是单缝衍射单缝衍射与与多光束干涉多光束干涉的综合结果。的综合结果。 kd sin光栅方程(主极大)光栅方程(主极大)Nkd sin暗纹(极小)暗纹(极小)在两个相邻主极大之间共有在两个相邻主极大之间共有 条暗纹条暗纹相邻主极大之间共有相邻主极大之间共有N 2条次级明纹条次级明纹.光栅衍射的缺级:光栅衍射的缺级:kadk 0 263 65 67 69
3、62 66 610 4X射线衍射射线衍射布拉格公式布拉格公式: 2d sin =k , k=1,2,3.瑞利判据瑞利判据 D 22. 1 光学仪器的分辨本领光学仪器的分辨本领: 22. 11DR 最小分辨角:最小分辨角:ID*S1S2o D:D:晶面间距(晶格常数)晶面间距(晶格常数) : :掠射角掠射角 光栅的分辨本领:光栅的分辨本领:kNR 5例例1 1:在单缝夫琅和费衍射实验中,将单缝宽度稍微变在单缝夫琅和费衍射实验中,将单缝宽度稍微变宽,同时使单缝稍微向上平移,则屏幕上的中央衍射宽,同时使单缝稍微向上平移,则屏幕上的中央衍射条纹将条纹将(A A)变窄,同时向上移;)变窄,同时向上移;(
4、B B)变窄,同时向下移;)变窄,同时向下移;(C C)变宽,不移动;)变宽,不移动;(D D)变窄,不移动。)变窄,不移动。提示:提示:中央衍射条纹角宽度中央衍射条纹角宽度a 2 0a a变宽,条纹变窄。变宽,条纹变窄。缝动不引起条纹动。缝动不引起条纹动。(D)6例例2 2:在光栅衍射中,若保持光栅常数不变,而使每缝在光栅衍射中,若保持光栅常数不变,而使每缝的宽度略微缩小,则的宽度略微缩小,则(A A)单缝衍射的中央明纹区变宽,其中所包含的主极)单缝衍射的中央明纹区变宽,其中所包含的主极大数目减少;大数目减少;(B B)单缝衍射的中央明纹区变窄,其中所包含的主极)单缝衍射的中央明纹区变窄,其
5、中所包含的主极大数目减少;大数目减少;(C C)单缝衍射的中央明纹区变宽,其中所包含的主极)单缝衍射的中央明纹区变宽,其中所包含的主极大数目增多;大数目增多;(D D)单缝衍射的中央明纹区变窄,其中所包含的主极)单缝衍射的中央明纹区变窄,其中所包含的主极大数目增多;大数目增多;(C)提示提示:a 2 0a a ,条纹,条纹 。 kd sin , ,k k 。7例例3 3:在夫琅和费单缝衍射中,若缝宽增大一倍,在夫琅和费单缝衍射中,若缝宽增大一倍,则原来第二级明纹处将是第则原来第二级明纹处将是第_级级_纹?纹?解:解: 二级明纹满足二级明纹满足 252)1k2(sina2增大缝宽增大缝宽: :呈
6、现为第五级暗纹呈现为第五级暗纹. . 5sina2sina225暗暗102 8 例例4 .一平面光栅一平面光栅, ,每厘米有每厘米有25002500条刻痕条刻痕, ,现有波长范围为现有波长范围为400nm 400nm 700nm 700nm的复色光垂直照射光栅平面的复色光垂直照射光栅平面, ,求求:(1):(1)光栅光谱第光栅光谱第一级的角宽度一级的角宽度( (弧度弧度); ); (2) (2)光谱第二级与第三级是否重叠光谱第二级与第三级是否重叠? ? (3) (3)若第若第4 4级缺级级缺级, ,则缝宽则缝宽a a至少为多少至少为多少? ?解解: : (1)第一级光谱中第一级光谱中紫光紫光的
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