物理学原理及工程应用WL01光栅构造02光栅衍射条纹03光栅光谱讲课教案.ppt

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1、物理学原理及工程应用物理学原理及工程应用WL物理学原理及工程应用WL01光栅构造02光栅衍射条纹03光栅光谱物理学原理及工程应用物理学原理及工程应用WL光滑部分光滑部分a刻槽宽度刻槽宽度b反射光栅反射光栅反射光栅反射光栅在光洁度很高的金属表面在光洁度很高的金属表面刻出一系列等间距平行细槽刻出一系列等间距平行细槽光滑部分用来反射光光滑部分用来反射光 物理学原理及工程应用物理学原理及工程应用WL方方向向上上相相邻邻两两缝缝发发出出的的光光到达到达P点的光程差点的光程差0202光栅衍射条纹光栅衍射条纹光栅衍射条纹光栅衍射条纹 光栅衍射是多缝干涉和单缝衍射的综合结果光栅衍射是多缝干涉和单缝衍射的综合结

2、果11多缝干涉形成的亮条纹多缝干涉形成的亮条纹多缝干涉形成的亮条纹多缝干涉形成的亮条纹 主极大主极大主极大主极大 当当NN条缝发出光在条缝发出光在条缝发出光在条缝发出光在P P点的叠加是干涉相长点的叠加是干涉相长点的叠加是干涉相长点的叠加是干涉相长_亮条纹亮条纹亮条纹亮条纹约定衍射角约定衍射角在光轴上方取值为正，下方为负在光轴上方取值为正，下方为负物理学原理及工程应用物理学原理及工程应用WLP P点光的振幅点光的振幅点光的振幅点光的振幅如果各缝光的振幅相同如果各缝光的振幅相同亮条纹的强度亮条纹的强度亮条纹的强度亮条纹的强度光强远远大于一个缝的光强光强远远大于一个缝的光强主极大主极大(谱线谱线)

3、主极大位置的方程主极大位置的方程主极大位置的方程主极大位置的方程光栅方程光栅方程光栅方程光栅方程 物理学原理及工程应用物理学原理及工程应用WL2 多缝干涉形成的暗条纹k为主极大级数为主极大级数n为正整数，为正整数，n=1，2，3，（，（N-1）N为光栅缝总数为光栅缝总数相邻的两个主极大之间有相邻的两个主极大之间有（N-1）个暗条纹）个暗条纹物理学原理及工程应用物理学原理及工程应用WL等振幅的多光束干涉等振幅的多光束干涉主最大值主最大值主最大值主最大值当当当当当当当当最小值最小值最小值最小值物理学原理及工程应用物理学原理及工程应用WL两个暗条纹之间必然是亮条纹两个暗条纹之间必然是亮条纹次主极大次

4、主极大两个主极大两个主极大之间之间有有N2个次主极大个次主极大是是一些狭缝发出的光的干涉相长一些狭缝发出的光的干涉相长和和一些狭缝发出的光的干涉相消一些狭缝发出的光的干涉相消物理学原理及工程应用物理学原理及工程应用WL33单缝衍射光强分布单缝衍射光强分布单缝衍射光强分布单缝衍射光强分布 N个单缝的位置不同个单缝的位置不同衍射条纹相重合衍射条纹相重合单缝衍射暗条纹的位置单缝衍射暗条纹的位置单缝衍射暗条纹的位置单缝衍射暗条纹的位置单缝衍射光强对多缝干涉的光强分布起到调制作用单缝衍射光强对多缝干涉的光强分布起到调制作用 物理学原理及工程应用物理学原理及工程应用WL44光栅衍射缺级现象光栅衍射缺级现象

5、光栅衍射缺级现象光栅衍射缺级现象 主极大位置主极大位置主极大位置主极大位置衍射极小位置衍射极小位置衍射极小位置衍射极小位置主极大没有出现主极大没有出现如果如果缺级条纹缺级条纹缺级条纹缺级条纹 物理学原理及工程应用物理学原理及工程应用WL55光栅衍射条纹的特点光栅衍射条纹的特点光栅衍射条纹的特点光栅衍射条纹的特点 a)a)衍射花样中出现了一系列新的强度最大值和最小值衍射花样中出现了一系列新的强度最大值和最小值衍射花样中出现了一系列新的强度最大值和最小值衍射花样中出现了一系列新的强度最大值和最小值b)b)主极大的位置与主极大的位置与主极大的位置与主极大的位置与N N无关无关无关无关宽度随宽度随宽度

6、随宽度随N N增加而减小增加而减小增加而减小增加而减小主极大光强主极大光强主极大光强主极大光强c)c)相邻两个主极大之间相邻两个主极大之间相邻两个主极大之间相邻两个主极大之间 有有有有N-1N-1条暗纹和条暗纹和条暗纹和条暗纹和N-2N-2个次主极大个次主极大个次主极大个次主极大d)d)光栅衍射花样保留了单缝衍射的因子光栅衍射花样保留了单缝衍射的因子光栅衍射花样保留了单缝衍射的因子光栅衍射花样保留了单缝衍射的因子物理学原理及工程应用物理学原理及工程应用WL0303光栅光谱光栅光谱光栅光谱光栅光谱 11光栅光谱光栅光谱光栅光谱光栅光谱 复色光相同级数光谱线的集合复色光相同级数光谱线的集合复色光相

7、同级数光谱线的集合复色光相同级数光谱线的集合中央零级条纹为白光，两侧为彩色条纹中央零级条纹为白光，两侧为彩色条纹谱线级次较高时，发生谱线重合谱线级次较高时，发生谱线重合 物理学原理及工程应用物理学原理及工程应用WL物质的发光物质的发光反映了其内部结构反映了其内部结构以及组成的粒子之间相互作用的信息以及组成的粒子之间相互作用的信息光谱分析可以获知物质内部结构信息光谱分析可以获知物质内部结构信息光谱分析光谱分析 现代物质分析重要手段现代物质分析重要手段 光栅方程光栅方程光栅方程光栅方程测量一条谱线的衍射角测量一条谱线的衍射角测量一条谱线的衍射角测量一条谱线的衍射角 确定谱线的波长确定谱线的波长确定

8、谱线的波长确定谱线的波长(或频率或频率或频率或频率)物理学原理及工程应用物理学原理及工程应用WL衍射是相干光束的精细叠加衍射是相干光束的精细叠加干涉是两束，或几束有限的光的相干叠加干涉是两束，或几束有限的光的相干叠加04 衍射和干涉的联系 物理学原理及工程应用物理学原理及工程应用WL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物理学原理及工程应用物理学原理及工程应用WL,600nm的的单单色色光光垂垂直直入入射射在在一一光光栅栅上上,有有2个个相相邻邻主主极大分别出现

9、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依题意依题意物理学原理及工程应用物理学原理及工程应用WL2)2)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取取狭缝的最小宽度狭缝的最小宽度狭缝的最小宽度狭缝的最小宽度第四级缺级第四级缺级第四级缺级第四级缺级物理学原理及工程应用物理学原理及工程应用WL在在方向上的衍射级数方向上的衍射级数3)3)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条条物理学原理及工程应用物理学原理及工程应用WL作业：单元九物理学原理及工程应用物理学原理及工程应用WL此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢