《光栅衍射》PPT课件.ppt

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1、大学物理规范作业21一、选择题一、选择题1、有一衍射光栅，用有一衍射光栅，用HeNe激光器发出的激光器发出的nm波长的光垂直入射，正负波长的光垂直入射，正负20 级之间夹角为级之间夹角为60o，则该光栅每厘米内的缝数是：则该光栅每厘米内的缝数是：（B）分析：分析：由光栅方程由光栅方程得到得到2、某元素特征光谱中含有波长分别为某元素特征光谱中含有波长分别为1=450nm 和和 2=750nm 的光谱线。在光栅光谱中，这两种的光谱线。在光栅光谱中，这两种谱线有重叠现象，重叠处谱线有重叠现象，重叠处 2 谱线的级数将是谱线的级数将是（D）分析：分析：重叠处这两种谱线的衍射角相同重叠处这两种谱线的衍射

2、角相同得到得到3、在光栅常数在光栅常数a+b和入射光波长均不变的条件和入射光波长均不变的条件下，若增大缝数下，若增大缝数N，则衍射图样中，明纹宽度则衍射图样中，明纹宽度m和相邻两条主极大的间距和相邻两条主极大的间距l 的变化为：的变化为：（A）分析：分析：明纹位置决定于：明纹位置决定于：暗纹位置决定于：暗纹位置决定于：增大缝数增大缝数N，相邻两条主极大的间距不变相邻两条主极大的间距不变考虑与中央明纹相邻的暗纹，由暗纹条件考虑与中央明纹相邻的暗纹，由暗纹条件得到该暗纹的衍射角满足得到该暗纹的衍射角满足由上式可知：增大缝数由上式可知：增大缝数N，与中央明纹相邻的与中央明纹相邻的暗纹的衍射角变小，中

3、央明纹变窄。暗纹的衍射角变小，中央明纹变窄。同理，其它明纹也变窄。同理，其它明纹也变窄。1、波长为波长为550nm的单色光垂直入射到光栅常数的单色光垂直入射到光栅常数为为a+b=210-4 cm的平面透射光栅上，可能观察的平面透射光栅上，可能观察到光谱线的最高级次为第到光谱线的最高级次为第 级；共有级；共有 条主极条主极大亮纹。大亮纹。37二、填空题二、填空题分析：分析：令衍射角为令衍射角为90o，计算最高级次计算最高级次由由得得取取2、光栅衍射中，若光栅衍射中，若a+b=3a=810-3 mm,当用当用 700nm的光垂直照射光栅时，则单缝衍射中央的光垂直照射光栅时，则单缝衍射中央明纹区中出

4、现的主极大条数为明纹区中出现的主极大条数为 条；衍射明条；衍射明纹的最高级次为纹的最高级次为 级；实际能看到明纹的总级；实际能看到明纹的总条数为条数为 条。条。3、6、9级明纹缺级，能看到明纹数为级明纹缺级，能看到明纹数为 17分析：分析：因为因为 a/a+b=1/3，一级衍射暗纹与三级一级衍射暗纹与三级干涉主极大重合，衍射中央明纹区中出现的主干涉主极大重合，衍射中央明纹区中出现的主极大为极大为 0、1、2，主极大数为，主极大数为5条。条。令衍射角为令衍射角为 90o，计算最高级次：计算最高级次：取取 k=113、利用光栅可测定光波长。用已知钠光（利用光栅可测定光波长。用已知钠光（nm）垂直照

5、射一衍射光栅上，测得第二级谱线（明垂直照射一衍射光栅上，测得第二级谱线（明纹）的衍射角是纹）的衍射角是10o11，而以另一未知波长的单，而以另一未知波长的单色光照射时，它的第一级明纹的衍射角是色光照射时，它的第一级明纹的衍射角是5o2，则此单色光的波长为则此单色光的波长为得到：得到：分析：分析：依题意，有：依题意，有：三、计算题三、计算题1、波长为、波长为500nm单色光，以单色光，以300入射角照射在入射角照射在光栅上，发现原在垂直入射时的中央明级的位光栅上，发现原在垂直入射时的中央明级的位置现在改变为第二级光谱的位置，求置现在改变为第二级光谱的位置，求：（：（1）此光栅每厘米上共有多少条缝

6、？（此光栅每厘米上共有多少条缝？（2）最多能）最多能看到几条谱线？看到几条谱线？解：（解：（1）平行光钭入射光栅时光栅方程为平行光钭入射光栅时光栅方程为已知已知则有则有（2）由光栅方程由光栅方程k=6 与与 k=-2 两条谱线看不到，能看到最两条谱线看不到，能看到最高级别的光谱为第高级别的光谱为第5级级，共可看到，共可看到7条条谱线。谱线。2、波长波长600nm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30o，且第三级是且第三级是缺级。求：（缺级。求：（1）光栅常数）光栅常数d；（；（2）透光缝可能透光缝可能的最小缝宽的最小缝宽a；（；（3）在选定了上述在选定了上述d和和a以后，以后，在屏上可能呈现的主极大级数。在屏上可能呈现的主极大级数。解：（解：（1）由由（2）缺级条件缺级条件得到：得到：第三级缺级第三级缺级题目求最小缝宽题目求最小缝宽（3）令衍射角为令衍射角为 90o，计算最高级次计算最高级次由由得得k=4 两条谱线看不到两条谱线看不到屏上呈现的主极大级数为：屏上呈现的主极大级数为：-2，-1，0，+1，+2