大学物理119衍射光栅简.ppt
《大学物理119衍射光栅简.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《大学物理119衍射光栅简.ppt(41页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、一一 光栅光栅 由大量的由大量的等宽度等宽度、等间距等间距的平行狭缝构成的光学元件的平行狭缝构成的光学元件.透射透射光栅光栅类型:类型:透射透射光栅光栅 反射反射光栅光栅反射反射光栅光栅光栅常数:光栅常数:光栅常数光栅常数:透光部分的宽度:透光部分的宽度:不透光部分的宽度:不透光部分的宽度光栅常数光栅常数光栅常数光栅常数:取决于取决于单位单位长度内长度内 光栅的光栅的狭缝数狭缝数.如如:宽宽10cm、总刻痕数、总刻痕数N=104105的光栅的光栅衍射角衍射角二二 光栅衍射条纹的形成光栅衍射条纹的形成光栅衍射是光栅衍射是单缝衍射单缝衍射和和多缝干涉多缝干涉的总效果的总效果.暗纹暗纹明纹明纹p两个
2、同方向同频率两个同方向同频率简谐振动的合成简谐振动的合成两个两个同同方向方向同同频率频率简谐振动简谐振动合成合成后仍后仍为为简谐振动简谐振动 讨论讨论 加强加强 减弱减弱相位差相位差干涉干涉加强加强干涉干涉减弱减弱多缝干涉多缝干涉衍射角衍射角多个同方向同频率多个同方向同频率简谐振动的合成简谐振动的合成多多个个同同方向方向同同频率简谐振动频率简谐振动合成合成仍为仍为简谐振动简谐振动2 2)1 1)个矢量依次相接构个矢量依次相接构成一个成一个闭合闭合的多边形的多边形 .2 2)1 1)个矢量依次相接构个矢量依次相接构成一个成一个闭合闭合的多边形的多边形 .多缝干涉多缝干涉相邻两缝间的光程差:相邻两
3、缝间的光程差:衍射角衍射角二二 光栅衍射条纹的形成光栅衍射条纹的形成1.主明纹主明纹相邻两缝光束间的相位差相邻两缝光束间的相位差相邻两缝光束间的相位差相邻两缝光束间的相位差:-光栅方程光栅方程光栅方程光栅方程所对应的主明纹所对应的主明纹:第一级第一级,第二级第二级主明纹主明纹.所对应的主明纹所对应的主明纹:中央中央主主明纹明纹.1.主明纹主明纹1.主明纹主明纹衍射角衍射角2.2.缺级现象缺级现象如果某一级如果某一级主明纹主明纹衍射角同时满足衍射角同时满足多缝干涉极大多缝干涉极大单缝衍射极小单缝衍射极小 每一单缝在此方向对应每一单缝在此方向对应暗纹暗纹中心,这样,按照光中心,这样,按照光栅公式应
4、该出现明纹的地方,实际上却是栅公式应该出现明纹的地方,实际上却是暗区暗区这种现象叫做光栅的这种现象叫做光栅的缺级现象缺级现象.缺级级数缺级级数单缝衍射单缝衍射多缝干涉多缝干涉随级数增大,亮度减小随级数增大,亮度减小随级数增大,亮度减小随级数增大,亮度减小.光栅衍射光栅衍射N=6,b+b/b=3一定,一定,减少,减少,增大增大光栅常数越小,明纹越细,明纹间距越大光栅常数越小,明纹越细,明纹间距越大.当当 较小时,较小时,光栅中狭缝条数越多,明纹越细,光栅中狭缝条数越多,明纹越细,越亮,间距越大越亮,间距越大.(a)1条缝条缝(f)20条缝条缝(e)6条缝条缝(c)3条缝条缝(b)2条缝条缝(d)
5、5条缝条缝一定,一定,减少,减少,增大增大光栅常数越小,明纹越细,明纹间距越大光栅常数越小,明纹越细,明纹间距越大.当当 较小时,较小时,一定,一定,增大,增大,增大增大入射光波长越大,明纹间距越大入射光波长越大,明纹间距越大.入射光为入射光为白光白光时,时,不同,不同,不同,按波长分开形成不同,按波长分开形成光谱光谱.一级光谱一级光谱二级光谱二级光谱三级光谱三级光谱三三 衍射光谱衍射光谱例如例如二级光谱重叠部分光谱范围二级光谱重叠部分光谱范围二级光谱重叠部分二级光谱重叠部分:一一级光谱级光谱二二级光谱级光谱三三级光谱级光谱光谱分析光谱分析由于不同元素(或化合物)各有自己特由于不同元素(或化合
6、物)各有自己特定的光谱,所以由谱线的成分,可分析出发定的光谱,所以由谱线的成分,可分析出发光物质所含的元素或化合物;还可从谱线的光物质所含的元素或化合物;还可从谱线的强度定量分析出元素的含量强度定量分析出元素的含量.光栅衍射的主明纹光栅衍射的主明纹:-缺级级数缺级级数 例例 用白光垂直照射在每厘米有用白光垂直照射在每厘米有6500条刻痕的平面条刻痕的平面光栅上,求第三级光谱的张角光栅上,求第三级光谱的张角.解解红光红光第第三三级光谱的级光谱的张角张角第三级光谱所能出现的最大波长第三级光谱所能出现的最大波长绿光绿光紫光紫光不可见不可见例例 波长波长=600nm600nm的单色光垂直入射到一光栅上
7、,的单色光垂直入射到一光栅上,测得第二级主极大的衍射角为测得第二级主极大的衍射角为 ,且第四级且第四级是缺级是缺级求求:(1)(1)光栅常数光栅常数(a+b)等于多少?等于多少?(2)(2)透光缝可能的最小宽度透光缝可能的最小宽度a等于多少?等于多少?(3)(3)在选定了上述在选定了上述(a+b)和和a之后,可能观察到的之后,可能观察到的全部主极大的条数全部主极大的条数 例例 波长波长=600nm600nm的单色光垂直入射到一光栅上,的单色光垂直入射到一光栅上,测得第二级主极大的衍射角为测得第二级主极大的衍射角为 ,且第四级且第四级是缺级是缺级求求:(1)(1)光栅常数光栅常数(a+b)等于多
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 大学物理 119 衍射 光栅
限制150内