第20章光的衍射PPT讲稿.ppt

《第20章光的衍射PPT讲稿.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第20章光的衍射PPT讲稿.ppt（57页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第20章光的衍射第1页，共57页，编辑于2022年，星期一【学习目的】【学习目的】1 1、了解、了解惠更斯惠更斯-菲涅尔原理菲涅尔原理，掌握，掌握半波带半波带分析方法。分析方法。2 2、掌握、掌握夫琅和费单缝衍射夫琅和费单缝衍射条纹分布规律，掌握条纹分布规律，掌握光栅衍射公式光栅衍射公式。3 3、了解、了解圆孔夫琅和费衍射圆孔夫琅和费衍射、仪器、仪器分辨本领分辨本领和和X X射线衍射射线衍射现象。现象。第2页，共57页，编辑于2022年，星期一20.1 20.1 光的衍射和惠更斯光的衍射和惠更斯-菲涅耳原理菲涅耳原理20.2 20.2 单缝的夫琅禾费衍射单缝的夫琅禾费衍射20.3 20.3 光

2、学仪器的分辨本领光学仪器的分辨本领20.4 20.4 细丝和细粒的衍射细丝和细粒的衍射20.5 20.5 光栅衍射光栅衍射20.6 X20.6 X射线衍射射线衍射第3页，共57页，编辑于2022年，星期一水波的衍射现象水波的衍射现象光的衍射现象光的衍射现象20.1 20.1 光的衍射和惠更斯光的衍射和惠更斯-菲涅耳原理菲涅耳原理第4页，共57页，编辑于2022年，星期一一、光的衍射现象一、光的衍射现象缝较大时，光是直线传播的缝较大时，光是直线传播的阴阴影影屏幕屏幕缝很小时，衍射现象明显缝很小时，衍射现象明显屏幕屏幕第5页，共57页，编辑于2022年，星期一*S衍射屏衍射屏观察屏观察屏a 10-

3、3 a 光在传播过程中光在传播过程中,绕过障碍物的边缘而偏离直线传播的现象绕过障碍物的边缘而偏离直线传播的现象,称为称为光的衍射现象光的衍射现象。*S衍射屏衍射屏观察屏观察屏L L小孔衍射小孔衍射单缝衍射单缝衍射第6页，共57页，编辑于2022年，星期一二、衍射的分类二、衍射的分类 菲涅耳衍射菲涅耳衍射是指当光源和观察屏，或两者之一离障碍物是指当光源和观察屏，或两者之一离障碍物（衍射屏）的距离为（衍射屏）的距离为有限远有限远时，所发生的衍射现象。时，所发生的衍射现象。光源光源 观察屏观察屏衍射屏衍射屏菲涅耳衍射菲涅耳衍射菲涅耳衍射菲涅耳衍射光源光源光源光源障碍物障碍物障碍物障碍物接收屏距离接收

4、屏距离接收屏距离接收屏距离为有限远为有限远为有限远为有限远近场衍射近场衍射近场衍射近场衍射1 1、菲涅尔衍射、菲涅尔衍射第7页，共57页，编辑于2022年，星期一 夫琅禾费衍射夫琅禾费衍射指光源和观察屏离障碍物的距离均为指光源和观察屏离障碍物的距离均为无限远无限远时，所发生的衍射现象。时，所发生的衍射现象。*Sp1衍射屏衍射屏观察屏观察屏光源光源2 2、夫琅和费衍射、夫琅和费衍射夫琅和费衍射夫琅和费衍射夫琅和费衍射夫琅和费衍射光源光源光源光源障碍物障碍物障碍物障碍物接收屏接收屏接收屏接收屏距离为无限远距离为无限远距离为无限远距离为无限远远场衍射远场衍射远场衍射远场衍射第8页，共57页，编辑于2

5、022年，星期一几种夫琅和费衍射图样几种夫琅和费衍射图样正三边形孔正三边形孔正四边形孔正四边形孔正六边形孔正六边形孔正八边形孔正八边形孔单单 缝缝第9页，共57页，编辑于2022年，星期一 介质中任一波阵面上的各点，都是发射子波的新波源，其后任意时介质中任一波阵面上的各点，都是发射子波的新波源，其后任意时刻，这些子波的包络面就是新的波阵面。刻，这些子波的包络面就是新的波阵面。惠更斯惠更斯菲涅耳菲涅耳三、惠更斯三、惠更斯-菲涅尔原理菲涅尔原理1 1、惠更斯原理、惠更斯原理平面波平面波t+t+t t时刻波面时刻波面波传播方向波传播方向球面波球面波t t时刻波面时刻波面第10页，共57页，编辑于20

6、22年，星期一 波波传传到到的的任任何何一一点点都都是是子子波波的的波波源源，各各子子波波在在空空间间某点的相干叠加，就决定了该点波的强度。某点的相干叠加，就决定了该点波的强度。pdE(p)rQdS S面元面元dSdS在在P P点引起的光振动为点引起的光振动为2 2、惠更斯、惠更斯-菲涅尔原理菲涅尔原理 倾斜因子倾斜因子 比例系数比例系数子波不能向后传播子波不能向后传播第11页，共57页，编辑于2022年，星期一20.2 20.2 单缝的夫琅禾费衍射单缝的夫琅禾费衍射一、单缝夫琅和费衍射一、单缝夫琅和费衍射第12页，共57页，编辑于2022年，星期一：缝宽：缝宽S:S:单色线光源单色线光源 :

7、衍射角衍射角*S f f a 透镜透镜L L 透镜透镜L LpAB缝平面缝平面观察屏观察屏01 1、实验光路图、实验光路图 中央明纹中央明纹(中心中心)单缝的两条边缘光束单缝的两条边缘光束 A AP P 和和B BP P 的光程差，可由图示的几的光程差，可由图示的几何关系得到：何关系得到：第13页，共57页，编辑于2022年，星期一2 2、半波带分析法、半波带分析法a12BA半波带半波带半波带半波带12两相邻半波带上对应点发的光在两相邻半波带上对应点发的光在P P 处干涉相消形成处干涉相消形成暗纹暗纹。/2/2半波带半波带半波带半波带1212 当当 时，可将缝分为两个时，可将缝分为两个“半波带

8、半波带”在波阵面上截取一个条状带，使它上下两边缘发的在波阵面上截取一个条状带，使它上下两边缘发的光在屏上光在屏上p p处的光程差为处的光程差为 ，此带称为，此带称为半波带半波带。第14页，共57页，编辑于2022年，星期一菲涅尔半波带分析法菲涅尔半波带分析法第15页，共57页，编辑于2022年，星期一P P 处近似为处近似为明纹明纹中心中心a/2/2 当当 时时,可将缝分成三个可将缝分成三个“半波带半波带”BA 当当 时时,可将缝分成四个可将缝分成四个“半波带半波带”aBA/2/2P P 处干涉相消形成处干涉相消形成暗纹暗纹第16页，共57页，编辑于2022年，星期一 暗纹暗纹 明纹明纹(中心

9、中心)中央明纹中央明纹(中心中心)上述上述暗纹暗纹和和中央明纹中央明纹(中心中心)的位置是准确的，其余明纹中的位置是准确的，其余明纹中心的实际位置较上稍有偏离。心的实际位置较上稍有偏离。由半波带法可得由半波带法可得明暗纹条件为：明暗纹条件为：明暗纹条件明暗纹条件第17页，共57页，编辑于2022年，星期一衍射图样衍射图样衍射图样中各级条纹的相对光强如图所示。衍射图样中各级条纹的相对光强如图所示。/a-(/a)2(/a)-2(/a)0.0470.017 1I/I0 0相对光强曲线相对光强曲线0.0470.017sin 中央极大值对应的明条纹称中央极大值对应的明条纹称 中央明纹中央明纹。中央极大值

10、两侧的其他明条纹称中央极大值两侧的其他明条纹称 次极大次极大。中央极大值两侧的各极小值称中央极大值两侧的各极小值称 暗纹暗纹。第18页，共57页，编辑于2022年，星期一（1 1）明纹宽度）明纹宽度xI0 x1x2衍射屏衍射屏透镜透镜观测屏观测屏x0 f 1A.A.中央明纹中央明纹当当 时，时，1 级暗纹对应的级暗纹对应的衍射角衍射角由由 得：得：第19页，共57页，编辑于2022年，星期一角宽度为角宽度为线宽度为线宽度为B.B.B.B.次极大次极大次极大次极大 前提仍然是前提仍然是 很小很小xI0 x1x2衍射屏衍射屏透镜透镜观测屏观测屏x0 f 1第20页，共57页，编辑于2022年，星期

11、一 此时屏幕上只显出单一的明条纹此时屏幕上只显出单一的明条纹 单缝的几何光学像。单缝的几何光学像。（2 2）缝宽变化对条纹的影响缝宽变化对条纹的影响知，缝宽越小，条纹宽度越宽知，缝宽越小，条纹宽度越宽，此时屏幕呈一片明亮；，此时屏幕呈一片明亮；几何光学是波动光学在几何光学是波动光学在/a/a0 0 时的时的极限情形极限情形当当 时时，当当 时时，由由 第21页，共57页，编辑于2022年，星期一缝宽对衍射条纹的影响缝宽对衍射条纹的影响0.16 mm0.08 mm0.04 mm0.02 mm0.01 mm0.96 mm第22页，共57页，编辑于2022年，星期一（3 3）波长对条纹宽度的影响）波

12、长对条纹宽度的影响 波长越长，条纹宽度越宽。波长越长，条纹宽度越宽。由由 知知白光照射：中央白色明纹，白光照射：中央白色明纹，两侧由紫到红衍射光谱两侧由紫到红衍射光谱当当a a一定时，一定时，第23页，共57页，编辑于2022年，星期一例例1 1：水银灯发出的波长为水银灯发出的波长为546nm546nm的绿色平行光，垂直入射于宽的绿色平行光，垂直入射于宽0.437mm0.437mm的单缝，缝后放置一焦距为的单缝，缝后放置一焦距为40cm40cm的透镜，试求在透镜焦面的透镜，试求在透镜焦面上出现的衍射条纹中央明纹的宽度。上出现的衍射条纹中央明纹的宽度。解解解解:D透镜焦面上出现中透镜焦面上出现中

13、央明纹的宽度央明纹的宽度第24页，共57页，编辑于2022年，星期一二、干涉和衍射的区别和联系二、干涉和衍射的区别和联系干涉干涉有限分立光束的相干叠加有限分立光束的相干叠加衍射衍射无限连续光束的相干叠加无限连续光束的相干叠加衍射中存在干涉，干涉中亦存在衍射衍射中存在干涉，干涉中亦存在衍射本质是一样的本质是一样的第25页，共57页，编辑于2022年，星期一20.3 20.3 光学仪器的分辨本领光学仪器的分辨本领 衍射屏衍射屏观察屏观察屏 1 f透镜透镜L一、圆孔夫琅和费衍射一、圆孔夫琅和费衍射中央亮斑中央亮斑(爱里斑爱里斑)圆孔孔径为圆孔孔径为d d是第是第1 1级暗纹的衍射角，也是级暗纹的衍射

14、角，也是爱里斑的角半径爱里斑的角半径。占整个入射总光占整个入射总光强的强的84%第26页，共57页，编辑于2022年，星期一相对光强曲线相对光强曲线d d 爱里斑变小爱里斑变小计算结果表明：计算结果表明：爱里斑爱里斑衍射条纹特点：衍射条纹特点：中央是个明中央是个明亮的圆斑，外围是一组同心的亮的圆斑，外围是一组同心的明环和暗环。明环和暗环。因为大多数光学仪器所用透镜的边缘都是圆形，圆孔的夫琅因为大多数光学仪器所用透镜的边缘都是圆形，圆孔的夫琅和费衍射对和费衍射对成象质量成象质量有直接影响。有直接影响。第27页，共57页，编辑于2022年，星期一爱里斑的角半径爱里斑的角半径（它标志着衍射的程度），

15、理论计算得：（它标志着衍射的程度），理论计算得：式中式中 为圆孔的直径，若为圆孔的直径，若 为透镜为透镜 的焦距，则爱的焦距，则爱里斑的半径为：里斑的半径为：由此可见，愈大或愈小，衍射现象愈显著，由此可见，愈大或愈小，衍射现象愈显著，当当 时，衍射现象可忽略。时，衍射现象可忽略。第28页，共57页，编辑于2022年，星期一各种光学仪器成像的清晰度最终要受到光的各种光学仪器成像的清晰度最终要受到光的衍射现象衍射现象的限制。的限制。当放大率大到一定的程度时，即使再增大放大率，其分辨物当放大率大到一定的程度时，即使再增大放大率，其分辨物体细节的性能也不会再提高了。体细节的性能也不会再提高了。光学仪器

16、对点物成象光学仪器对点物成象是一个有一定大小的是一个有一定大小的爱里爱里斑斑。点物S像SL二、光学仪器的分辨本领二、光学仪器的分辨本领第29页，共57页，编辑于2022年，星期一S S S S1 1 1 1S S S S2 2 2 2可分辨可分辨可分辨可分辨S S S S1 1 1 1S S S S2 2 2 2不可分辨不可分辨不可分辨不可分辨S S S S1 1 1 1S S S S2 2 2 2恰可分辨恰可分辨恰可分辨恰可分辨100%100%100%100%73.6%73.6%73.6%73.6%点物点物 S S1 1 的爱里斑中心恰好与另一个点物的爱里斑中心恰好与另一个点物 S S2 2

17、 的爱里斑边缘（第一衍射极小）的爱里斑边缘（第一衍射极小）相重合时，恰可分辨两物点。相重合时，恰可分辨两物点。物体并非放大足够倍后就能被看清楚，还需要足够高的分辨本领物体并非放大足够倍后就能被看清楚，还需要足够高的分辨本领第30页，共57页，编辑于2022年，星期一瑞瑞 利利 对一光学仪器来说，如果一个点光源的衍射图样的中央最对一光学仪器来说，如果一个点光源的衍射图样的中央最亮处恰好与另一衍射图样的第一个最暗处相重合，这时两衍射亮处恰好与另一衍射图样的第一个最暗处相重合，这时两衍射图样重叠区的光强度约为单个衍射图样最大的图样重叠区的光强度约为单个衍射图样最大的80%80%，一般人的眼，一般人的

18、眼睛刚好能够判断出此为两个光点的像，即两个点光源恰好为这睛刚好能够判断出此为两个光点的像，即两个点光源恰好为这一光学仪器所分辨。这一准则叫做一光学仪器所分辨。这一准则叫做瑞利判据瑞利判据。瑞利判据瑞利判据第31页，共57页，编辑于2022年，星期一 对圆孔衍射图样来说，对圆孔衍射图样来说，“恰能分辨恰能分辨”的两点光源的两衍射图样的两点光源的两衍射图样中心之间的距离应等于中心之间的距离应等于爱里斑的半径爱里斑的半径。此时两点光源在透镜处所。此时两点光源在透镜处所张的角称为张的角称为最小分辨角最小分辨角：光学仪器的分辨本领（分辨率）：光学仪器的分辨本领（分辨率）：第32页，共57页，编辑于202

19、2年，星期一望远镜最小分辨角望远镜最小分辨角望远镜分辨本领望远镜分辨本领对被观察物，对被观察物，不可选择，为提高望远镜分辨本领，不可选择，为提高望远镜分辨本领，Id*S1S20 R实例：望远镜实例：望远镜第33页，共57页，编辑于2022年，星期一 例例2 在通常明亮环境中，人眼瞳孔的直径约为在通常明亮环境中，人眼瞳孔的直径约为3 mm，问人眼的最小分辨角，问人眼的最小分辨角是多大？（是多大？（=5500A）如果纱窗上两根细丝之间的距离如果纱窗上两根细丝之间的距离 l=2.0mm，问离，问离纱窗多远处人眼恰能分辨清楚两根细丝？纱窗多远处人眼恰能分辨清楚两根细丝？解：解：人眼最小分辨角人眼最小分

20、辨角设人离纱窗距离为设人离纱窗距离为S S，则则恰能分辨恰能分辨第34页，共57页，编辑于2022年，星期一20.4 20.4 细丝和细粒的衍射细丝和细粒的衍射巴比涅原理：巴比涅原理：两个互补透光屏所产生的振幅分布之和等于全透屏所产两个互补透光屏所产生的振幅分布之和等于全透屏所产生的振幅分布。生的振幅分布。互补透光屏：互补透光屏：十字细丝和透光四象限；微粒和圆孔十字细丝和透光四象限；微粒和圆孔E0=E1+E2在在a l时，时，E0=0，由此得，由此得E1=-E2I1=I2光强和振幅的光强和振幅的平方成正比平方成正比两个互补的透光屏所产生的衍射光强分布强度相同，因而具两个互补的透光屏所产生的衍射

21、光强分布强度相同，因而具有相同的衍射图样。有相同的衍射图样。a第35页，共57页，编辑于2022年，星期一20.5 20.5 光栅衍射光栅衍射一、光栅衍射一、光栅衍射1 1、基本概念、基本概念光栅光栅 大量大量等宽等间距等宽等间距的平行狭缝的平行狭缝(或反射面或反射面)构成的光构成的光学元件。学元件。d反射光栅反射光栅d透射光栅透射光栅 种类：种类：第36页，共57页，编辑于2022年，星期一 a是透光（或反光）部分的宽度是透光（或反光）部分的宽度d=a+b 光栅常量光栅常量b b是不透光是不透光(或不反光或不反光)部分的宽度部分的宽度 光栅常数光栅常数光栅衍射装置图光栅衍射装置图第37页，共

22、57页，编辑于2022年，星期一光栅衍射演示光栅衍射演示二、光栅的衍射图样二、光栅的衍射图样第38页，共57页，编辑于2022年，星期一 设光栅的每个缝宽均为设光栅的每个缝宽均为a a，在夫琅禾费衍射下，每个缝的，在夫琅禾费衍射下，每个缝的衍射图样位置是相重叠的。衍射图样位置是相重叠的。不考虑衍射时不考虑衍射时,多缝干涉的光强分布图：多缝干涉的光强分布图：sin N2sin2N/sin2 04-8-48(/d)多光束干涉光强曲线多光束干涉光强曲线第39页，共57页，编辑于2022年，星期一ad f透镜透镜I衍射光相干叠加衍射光相干叠加衍射的影响：衍射的影响：多缝干涉条纹各级主极大的强度不再相等

23、，而多缝干涉条纹各级主极大的强度不再相等，而是是受到了衍射的调制。主极大的位置没有变化。受到了衍射的调制。主极大的位置没有变化。第40页，共57页，编辑于2022年，星期一sin 0I单单I0单单-2-112(/a)单缝衍射光强曲线单缝衍射光强曲线IN2I0单单048-4-8sin(/d)单缝衍射单缝衍射 轮廓线轮廓线光栅衍射光栅衍射光强曲线光强曲线sin N2sin2N/sin2 04-8-48(/d)多光束干涉光强曲线多光束干涉光强曲线第41页，共57页，编辑于2022年，星期一oP焦距焦距 f f缝平面缝平面G G观察屏观察屏透镜透镜L dsin d（k k=0,1,2,3=0,1,2,

24、3）-光栅方程光栅方程明纹条件：明纹条件：设每个缝发的光在对应衍射角设每个缝发的光在对应衍射角 方向的方向的P P点的光振动的振幅为点的光振动的振幅为E Ep pP P点为主极大时点为主极大时NEpEp 为任意相邻两缝对应点发出的为任意相邻两缝对应点发出的光在光在P P点的光程差，当其为波长的整数点的光程差，当其为波长的整数倍时，得到干涉极大。倍时，得到干涉极大。三、条纹特点三、条纹特点第42页，共57页，编辑于2022年，星期一XoN暗纹条件：暗纹条件：由同频率、同方向振动合成由同频率、同方向振动合成的矢量多边形法则的矢量多边形法则oP焦距焦距 f f缝平面缝平面G G观察屏观察屏透镜透镜L

25、 dsin d 得：得：第43页，共57页，编辑于2022年，星期一 （1 1）主主级级大大明明纹纹的的位位置置与与缝缝数数N N无无关关，它它们们对对称称地地分分布布在在中中央明纹的两侧，中央明纹光强最大；央明纹的两侧，中央明纹光强最大；（2 2）在在相相邻邻的的两两个个主主级级大大之之间间，有有N N 1 1个个极极小小(暗暗纹纹)和和N N 2=22=2个个光光强强很很小小的的次次极极大大，当当N N 很很大大时时，实实际际上上在在相相邻邻的的主主极极大大之之间间形形成成一一片片暗暗区区，即即能能获获得得又又细细又又亮亮暗暗区区很很宽宽的的光光栅栅衍衍射条纹。射条纹。光光栅栅衍射的谱线特

26、点：衍射的谱线特点：第44页，共57页，编辑于2022年，星期一 此此图图为为N N =4 4，d/a d/a=4 4 的的单单缝缝衍衍射射和和光光栅栅衍衍射射的的光光强强分布曲线，这里主极大缺分布曲线，这里主极大缺4,84,8级。级。四、缺级四、缺级为整数比时，明纹会出现为整数比时，明纹会出现缺级缺级sinsin 0 04 48 8-4-4-8-8(/d)/d)单缝衍射单缝衍射 轮廓线轮廓线光栅衍射光栅衍射光强曲线光强曲线N=4N=4d=4ad=4a第45页，共57页，编辑于2022年，星期一单缝衍射暗纹位置：单缝衍射暗纹位置：干涉明纹缺级级次干涉明纹缺级级次多缝干涉明纹位置：多缝干涉明纹位

27、置：，出现缺级。，出现缺级。时，时，多缝衍射强度分布为多缝衍射强度分布为单缝衍射光强分布单缝衍射光强分布与与多缝干涉光强多缝干涉光强分布分布的相互作用结果。的相互作用结果。第46页，共57页，编辑于2022年，星期一k=1k=2k=0k=4k=5k=-1k=-2k=-4k=-5k=3k=-3k=6缺缺缺缺 级级级级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第47页，共57页，编辑于2022年，星期一光栅光栅：单缝：单缝：第48页，共57页，编辑于2022年，星期一例例3 3、利用一个每厘米刻有利

28、用一个每厘米刻有40004000条缝的光栅，在白光垂直照射下，条缝的光栅，在白光垂直照射下，可以产生多少完整的光谱？问哪一级光谱中的哪个波长的光开始可以产生多少完整的光谱？问哪一级光谱中的哪个波长的光开始与其它谱线重叠？与其它谱线重叠？解解:设设 根据光栅方程根据光栅方程 所以只有所以只有 才满足上式，所以只能产生一个完整的才满足上式，所以只能产生一个完整的可见光谱，而第二级和第三级光谱即有重叠出现。可见光谱，而第二级和第三级光谱即有重叠出现。第49页，共57页，编辑于2022年，星期一 设第二级光谱中波长为设第二级光谱中波长为 的光与第三级中紫光开始的光与第三级中紫光开始重叠，这样重叠，这样

29、第50页，共57页，编辑于2022年，星期一20.6 X20.6 X射线衍射射线衍射X X 射线射线:在在1010-1-110102 2 范围内的电磁波范围内的电磁波伦琴伦琴一、一、X X射线的发现和产生射线的发现和产生-K K K KA A A AX X X X射线射线射线射线X X X X射线管射线管射线管射线管+第51页，共57页，编辑于2022年，星期一 原子内壳层电子跃迁产生的一种辐射和高速电子在靶上骤然原子内壳层电子跃迁产生的一种辐射和高速电子在靶上骤然减速时伴随的辐射，称为减速时伴随的辐射，称为X X射线射线。X X X X射线的特点射线的特点射线的特点射线的特点穿透力强穿透力强

30、波长较短的电磁波，范围在波长较短的电磁波，范围在0.001nm-10nm0.001nm-10nm之间。之间。在电磁场中不发生偏转。在电磁场中不发生偏转。第52页，共57页，编辑于2022年，星期一劳厄劳厄二、劳厄实验二、劳厄实验19121912年，德国物理学家劳厄（年，德国物理学家劳厄（M.vonlaue)M.vonlaue)设想：天设想：天然晶体可以看作是光栅常数很小的空间三维衍射光栅，然晶体可以看作是光栅常数很小的空间三维衍射光栅，适合于适合于X X射线的衍射。射线的衍射。劳厄实验，劳厄实验，在乳胶板上形成对称分布的若干衍射斑在乳胶板上形成对称分布的若干衍射斑点，称为劳厄斑证实了点，称为劳

31、厄斑证实了X X射线的波动性。射线的波动性。X X射线射线准直缝准直缝天然晶体天然晶体劳厄斑劳厄斑乳胶板乳胶板第53页，共57页，编辑于2022年，星期一三、布喇格公式三、布喇格公式19131913年英国物理学家年英国物理学家布喇格父子布喇格父子提出一种简化了的研究提出一种简化了的研究X X射射线衍射的方法，与劳厄理论结果一致。线衍射的方法，与劳厄理论结果一致。dd d dsin2晶面晶面晶面晶面ACB每个原子都是散射子波的每个原子都是散射子波的子波源（散射中心）；点间、子波源（散射中心）；点间、面间散射光均有干涉。同一晶面间散射光均有干涉。同一晶面上面上相邻原子散射的光波的光相邻原子散射的光

32、波的光程差为零程差为零，它们相干加强。，它们相干加强。第54页，共57页，编辑于2022年，星期一 若要在该方向上不同晶面上原子散射光相干加强，则必须若要在该方向上不同晶面上原子散射光相干加强，则必须满足：满足：即当即当 时各层面上的反射光相干加强，形成亮时各层面上的反射光相干加强，形成亮点，称为点，称为k k级干涉主极大。级干涉主极大。布喇格公式布喇格公式因为晶体有很多组平行晶面，晶面间的距离因为晶体有很多组平行晶面，晶面间的距离 d d 各各不相同，所不相同，所以劳厄斑是由空间分布的亮斑组成。以劳厄斑是由空间分布的亮斑组成。第55页，共57页，编辑于2022年，星期一四、四、X X射线衍射的应用射线衍射的应用 已知已知 、可测可测d d X X射线晶体结构分析。射线晶体结构分析。已知已知 、d d可测可测 X X射线光谱分析。射线光谱分析。a.劳厄法：劳厄法：劳厄相劳厄相 德拜相德拜相b.粉末法：粉末法：五、实际观测五、实际观测X X射线衍射的方法射线衍射的方法第56页，共57页，编辑于2022年，星期一本章习题本章习题P284 20.1、20.3第57页，共57页，编辑于2022年，星期一