2021-2022学年高二物理竞赛课件：衍射和干涉的联系 .pptx

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1、衍射和干涉的联系衍射和干涉的联系 本质上：均为波的叠加；干涉有限列波；衍射无限多子波；本质上：均为波的叠加；干涉有限列波；衍射无限多子波；现象上：均有强度在空间周期性分布；现象上：均有强度在空间周期性分布；干涉明纹等光强；衍射明纹不等光强干涉明纹等光强；衍射明纹不等光强方法上：干涉振幅矢量求和；衍射求积分；方法上：干涉振幅矢量求和；衍射求积分；干涉和衍射没有严格的区别干涉和衍射没有严格的区别二者常常出现在同一现象中二者常常出现在同一现象中光光的的波波动动现现象象是是光光的的干干涉涉和衍射的综合效应和衍射的综合效应,600 nm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,有有2个相个相

2、 邻主极大分别出现邻主极大分别出现sin1=0.20在和在和sin2=0.30处处,第第4级缺级级缺级求求1)光栅常数光栅常数2)光栅狭缝的最小宽度光栅狭缝的最小宽度3)实际观察的条纹级数实际观察的条纹级数光栅狭缝的最小宽度光栅狭缝的最小宽度光栅狭缝的最小宽度光栅狭缝的最小宽度在在 方向上的衍射级数方向上的衍射级数实际观察的条纹级数实际观察的条纹级数实际观察的条纹级数实际观察的条纹级数缺级级数缺级级数缺级级数缺级级数实际观察的条纹级数实际观察的条纹级数实际观察的条纹级数实际观察的条纹级数 共共15条条提问：若斜入射，则情况如何？提问：若斜入射，则情况如何？,用每毫米内有用每毫米内有500条缝的

3、光栅，观察钠光谱线条缝的光栅，观察钠光谱线 1)平行钠光以平行钠光以i=300的角度入射光栅，在光屏上观察到的角度入射光栅，在光屏上观察到 最高谱线级次是多少？并和垂直入射时的结果进行比较最高谱线级次是多少？并和垂直入射时的结果进行比较 2)如果如果d=2a，在光屏上可以看到多少条谱线？，在光屏上可以看到多少条谱线？1)1)以以以以i=30i=300 0的角度入射的角度入射的角度入射的角度入射,在光屏上观察到最高谱线级次？在光屏上观察到最高谱线级次？在光屏上观察到最高谱线级次？在光屏上观察到最高谱线级次？相邻两个狭缝发出的光在衍射前的光程差相邻两个狭缝发出的光在衍射前的光程差在在 方向发生衍射

4、后的光程差方向发生衍射后的光程差相邻两缝在相邻两缝在P点的光程差点的光程差光栅方程光栅方程 取值取值最高谱线级次最高谱线级次最高谱线级次最高谱线级次在在在在+90900 0方向上可观察到的最高级次的谱线方向上可观察到的最高级次的谱线方向上可观察到的最高级次的谱线方向上可观察到的最高级次的谱线 正入射的情形时正入射的情形时正入射的情形时正入射的情形时在在-900方向上可观察到的最高级次的谱线方向上可观察到的最高级次的谱线 在在+900方向上可观察到的最高级次的谱线方向上可观察到的最高级次的谱线 可观察到的谱线最高级次可观察到的谱线最高级次可观察到的谱线最高级次可观察到的谱线最高级次2)i=302

5、)i=300 0角度入射，如果角度入射，如果角度入射，如果角度入射，如果d=2ad=2a，光屏上可看到多少条谱线？，光屏上可看到多少条谱线？，光屏上可看到多少条谱线？，光屏上可看到多少条谱线？缺级谱线缺级谱线缺级谱线缺级谱线-900方向上可观察到的最高级次的谱线方向上可观察到的最高级次的谱线+900方向上可观察到的最高级次的谱线方向上可观察到的最高级次的谱线 缺级谱线缺级谱线缺级谱线缺级谱线i=30i=300 0 可看到的谱线可看到的谱线可看到的谱线可看到的谱线i=0i=00 0 可看到的谱线可看到的谱线可看到的谱线可看到的谱线,用用每每毫毫米米内内有有500条条缝缝的的光栅，观察钠光谱线光栅

6、，观察钠光谱线 1)平行钠光以平行钠光以i=300的角度入射光栅，在光屏上观察到的角度入射光栅，在光屏上观察到 最高谱线级次是多少？并和垂直入射时的结果进行比较最高谱线级次是多少？并和垂直入射时的结果进行比较 2)如果如果d=2a，在光屏上可以看到多少条谱线？，在光屏上可以看到多少条谱线？3)正入射时，在单缝衍射主极大范围内共有多少条谱线？正入射时，在单缝衍射主极大范围内共有多少条谱线？4)用白色平行光垂直照射，发生重叠的谱线级数为多少？用白色平行光垂直照射，发生重叠的谱线级数为多少？正入射时，在单缝衍射主极大范围内共有多少条谱线？正入射时，在单缝衍射主极大范围内共有多少条谱线？正入射时，在单

7、缝衍射主极大范围内共有多少条谱线？正入射时，在单缝衍射主极大范围内共有多少条谱线？第一次缺级位置为单缝衍射一级极小第一次缺级位置为单缝衍射一级极小i=00 在光屏上可以看到的谱线在光屏上可以看到的谱线 单缝衍射主极大范围内有单缝衍射主极大范围内有单缝衍射主极大范围内有单缝衍射主极大范围内有3 3条谱线条谱线条谱线条谱线用白色平行光垂直照射，发生重叠的谱线级数为多少？用白色平行光垂直照射，发生重叠的谱线级数为多少？用白色平行光垂直照射，发生重叠的谱线级数为多少？用白色平行光垂直照射，发生重叠的谱线级数为多少？正入射正入射 紫光的第紫光的第k1谱线谱线红光的第红光的第k级谱线级谱线发生重叠发生重叠_满足满足 第二级谱线开始发生重叠第二级谱线开始发生重叠第二级谱线开始发生重叠第二级谱线开始发生重叠