6光的衍射作业优秀PPT.ppt

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1、第十六章第十六章 光的衍射光的衍射单缝衍射条纹特点单缝衍射条纹特点极值位置满足：极值位置满足：中心明纹中心明纹明纹明纹暗纹暗纹光栅衍射光栅衍射（1）主极大明纹的条件为）主极大明纹的条件为 正入射光栅方程。正入射光栅方程。k=0,1,2,斜入射光栅方程。斜入射光栅方程。k=0,1,2,（2）d/a为整数比时，会出现缺级。为整数比时，会出现缺级。第十五章第十五章 光的衍射光的衍射一、选择题一、选择题1.1.依据惠更斯依据惠更斯-菲涅耳原理，若已知光在某菲涅耳原理，若已知光在某时刻的波阵面为时刻的波阵面为S S，则，则S S的前方某点的前方某点P P的光强的光强确定于波阵面确定于波阵面S S上全部面

2、积元发出的子波各上全部面积元发出的子波各自传到自传到P P点的点的()()A.振动振幅之和振动振幅之和 B.光强之和光强之和B.C.振动振幅和的平方振动振幅和的平方 D.振动的相干叠振动的相干叠加加A.3个个;B.4个个;C.5个个;D.8个个2.在单缝夫琅和费衍射试验中，波长为在单缝夫琅和费衍射试验中，波长为 的的行光垂直入射宽度行光垂直入射宽度a=5的单缝，对应于衍的单缝，对应于衍射角射角30的方向，单缝处波面可分成的半波的方向，单缝处波面可分成的半波带数目为带数目为()。3.在光栅夫琅和费衍射试验中，单色平行光在光栅夫琅和费衍射试验中，单色平行光由垂直射向光栅变更为斜入射光栅，视察到由垂

3、直射向光栅变更为斜入射光栅，视察到的光谱线的光谱线()。A.最高级次变小最高级次变小,条数不变条数不变B.最高级次变大最高级次变大,条数不变条数不变C.最高级次变大最高级次变大,条数变多条数变多D.最高级次不变最高级次不变,条数不变条数不变4.包含波长为包含波长为a与与 b的一束平行光垂直照的一束平行光垂直照射在单缝上，在衍射条纹中射在单缝上，在衍射条纹中 a的第一级小的第一级小恰与恰与 b的第一级大位置重合，则的第一级大位置重合，则 a：b=()A.1:2 B.2:1 C.2:3 D.3:25.在一衍射光栅中，在一衍射光栅中，b=2a，则产生缺级现象，则产生缺级现象的级数为的级数为()A.1

4、,3,5 B.2,4,6 C.3,6,9 D.4,8,127.在图示的夫琅和费衍射装置中，将单缝宽度在图示的夫琅和费衍射装置中，将单缝宽度a稍稍稍变窄，同时使会聚透镜稍变窄，同时使会聚透镜L沿沿y轴正方向作微小位轴正方向作微小位移，则屏幕移，则屏幕C上的中心衍射条纹将（）上的中心衍射条纹将（）A.变宽，同时向上移动变宽，同时向上移动 B.变宽，同时向下移动变宽，同时向下移动 C.变宽，不移动变宽，不移动 D.变窄，同时向上移动变窄，同时向上移动xaLCfyA.双缝干涉双缝干涉 B.劈尖干涉劈尖干涉 C.单缝衍射单缝衍射 D.光栅衍射光栅衍射6.测量单色光的波长时，下列方法中哪一种方法测量单色光

5、的波长时，下列方法中哪一种方法最为精确？最为精确？9.x射线射到晶体上，对于间距为射线射到晶体上，对于间距为d的平行点阵平的平行点阵平面，能产生衍射主极大的最大波长为（面，能产生衍射主极大的最大波长为（）A.d/4;B.d/2;C.d;D.2dA.向上平移向上平移 B.向下平移向下平移 C.不动不动 D.消逝消逝8.在单缝夫琅和费衍射装置中（如上题图），当在单缝夫琅和费衍射装置中（如上题图），当把单缝把单缝S略微上移时，衍射图样将（略微上移时，衍射图样将（）10.全息照相是利用了（全息照相是利用了（）完成的。）完成的。A.透镜成像原理；透镜成像原理；B.光的干涉和衍射的原理光的干涉和衍射的原理

6、 C.光的偏振原理；光的偏振原理；D.晶体的二向色性晶体的二向色性(二二)填空题填空题2.在单缝的夫琅和费衍射中，若衍射角增大，在单缝的夫琅和费衍射中，若衍射角增大，则菲涅耳关波带的数目则菲涅耳关波带的数目_，半波带的面，半波带的面积积_，各级条纹的亮度随着级数的增大，各级条纹的亮度随着级数的增大而而_。1.在夫琅和费衍射示意在夫琅和费衍射示意图中，所画出的各条正图中，所画出的各条正入射光线间距相等，那入射光线间距相等，那么光线么光线1与与3在屏幕上在屏幕上P点上相遇时的位相差为点上相遇时的位相差为_,P点应为点应为_点。点。增多增多变小变小变暗变暗1 13 35 51 1 1 13 3 3

7、35 5 5 5P2p p暗暗4.以每毫米有以每毫米有500条刻痕的衍射光栅视察波条刻痕的衍射光栅视察波长为长为4.8010-7m的光波的衍射条纹，则光的光波的衍射条纹，则光栅的光栅常数为栅的光栅常数为_，当光线垂直，当光线垂直入射时，最多可视察到入射时，最多可视察到_条亮纹。条亮纹。3.有单色光垂直照射在单缝上，若缝宽有单色光垂直照射在单缝上，若缝宽a增大增大，则条纹间隔，则条纹间隔_。若波长。若波长增大，则条纹增大，则条纹间隔间隔_。当。当 时，在屏幕上仅能见到时，在屏幕上仅能见到_。210-6m9减小减小变大变大(部分部分)中心明纹中心明纹5.用每毫米有用每毫米有425条刻痕的平面光栅视

8、察条刻痕的平面光栅视察l=5.89 10-7m的纳光谱，垂直入射时，能看的纳光谱，垂直入射时，能看到的最高级次谱线是第到的最高级次谱线是第_级，以级，以i=30o斜入斜入射时，能看到的最高级次谱线是第射时，能看到的最高级次谱线是第_级，原级，原来的来的0级谱线处现在是第级谱线处现在是第_级。级。三三五五二二6.在单缝夫琅和费衍射试验中，波长为在单缝夫琅和费衍射试验中，波长为的的单色光垂直入射在宽度单色光垂直入射在宽度a=5 的单缝上，的单缝上，对应于衍射角对应于衍射角的方向上若单缝处波面恰好的方向上若单缝处波面恰好可分成可分成5个半波带，则衍射角个半波带，则衍射角=_。307.一单色平行光垂直

9、入射一单缝，其衍射第一单色平行光垂直入射一单缝，其衍射第三级明纹位置恰好与波长三级明纹位置恰好与波长6000的单色光垂的单色光垂直入射该缝时衍射的其次级明纹重合，则该直入射该缝时衍射的其次级明纹重合，则该单色光的波长为单色光的波长为 428.6nm8.衍射光栅主极大公式衍射光栅主极大公式 ,在在k2的方向上第一条缝与第六条缝对应点发的方向上第一条缝与第六条缝对应点发出的两条衍射光的光程差出的两条衍射光的光程差 。9.在单缝衍射中，衍射角愈大（级数愈大）在单缝衍射中，衍射角愈大（级数愈大）的那些明条纹的亮度愈的那些明条纹的亮度愈_，缘由是，缘由是_.愈大，单缝处波面分成的半波带数目越愈大，单缝处

10、波面分成的半波带数目越多，未被抵消的半波带面积越小多，未被抵消的半波带面积越小小小10.用波长为用波长为的单色平行光垂直入射在一的单色平行光垂直入射在一块多光栅上，其光栅常数块多光栅上，其光栅常数d=3m，缝宽，缝宽a=1 m,则在单缝衍射的中心明纹范围内共有则在单缝衍射的中心明纹范围内共有_条谱线（主极大）。条谱线（主极大）。511.用用=590nm的钠黄光垂直入射到每毫米的钠黄光垂直入射到每毫米500条刻痕的条刻痕的光栅上，最多能看到第光栅上，最多能看到第_级明级明条纹。条纹。312.对于单缝衍射第对于单缝衍射第4级暗条纹，单缝处波面级暗条纹，单缝处波面各可分成各可分成_个半波带。个半波带

11、。81.波波长长为为5.00 10-7m的的平平行行光光垂垂直直入入射射于于一一宽宽为为1.00mm的的狭狭缝缝，若若在在缝缝后后有有一一焦焦距距为为1.0m的的薄薄透透镜镜，使使光光线线聚聚焦焦于于屏屏幕幕上上。求求从从衍衍射射图图形形中中心心点点到到下下列列各各点点的的距距离离:(1)第第一一级级暗暗条条纹纹中中心心;(2)第第一一级级明明条条纹纹中中心心；(3)第三级暗条纹中心第三级暗条纹中心;解：解：(1)(1)、(3)(3)将将k=1k=1，3 3代入暗纹条件代入暗纹条件(2)(2)将将k=1k=1代入明纹条件代入明纹条件三、计算题三、计算题2.2.以波长以波长400nm760nm4

12、00nm760nm的白光垂直照射在光的白光垂直照射在光栅上，在它的衍射光谱中，其次级和第三级栅上，在它的衍射光谱中，其次级和第三级发生重叠，问其次级光谱被重叠的波长范围发生重叠，问其次级光谱被重叠的波长范围是多少？是多少？解：解：K=3K=23.3.波长波长l=600nml=600nm的单色光垂直入射到一光栅的单色光垂直入射到一光栅上，测得其次级主极大衍射角为上，测得其次级主极大衍射角为30o30o，且第，且第三级是缺级三级是缺级.问问(1)(1)光栅常数光栅常数(a+b)(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 a等于多少？等于多少？(3)(3)在选

13、定了上述在选定了上述(a+b)(a+b)和和a a之后，求在屏幕之后，求在屏幕上可能呈现的全部主极大的级次。上可能呈现的全部主极大的级次。全部主极大的级次为：全部主极大的级次为：0；1；2.4.4.一衍射光栅，每厘米有一衍射光栅，每厘米有200200条透光缝，每条条透光缝，每条透光缝宽为透光缝宽为a=2a=2 10-3cm10-3cm，在光栅后放一焦距，在光栅后放一焦距f=1mf=1m的凸透镜，现以的凸透镜，现以l=600nml=600nm的单色平行光垂的单色平行光垂直照射光栅，求直照射光栅，求:(1):(1)透光缝透光缝a a的单缝衍射中心的单缝衍射中心明纹宽度为多少？明纹宽度为多少？(2)

14、(2)在该宽度内，有几个光在该宽度内，有几个光栅衍射主极大？栅衍射主极大？在中心明纹范围内可见在中心明纹范围内可见0；1；2共共5个主极大个主极大.6.以波长以波长=500nm的单色平行光斜入射到光的单色平行光斜入射到光栅常数栅常数 ,光栅光栅上，入射角上，入射角 试写出可能呈现的全部试写出可能呈现的全部衍射明纹的级次。衍射明纹的级次。解：解：5.用波长用波长=0.59m的平行光照射一块具有的平行光照射一块具有500条条/mm狭缝的光栅，光栅的狭缝宽度狭缝的光栅，光栅的狭缝宽度a=1 10-3mm，试问：，试问：（1）平行光垂直入射时，最多能视察到第）平行光垂直入射时，最多能视察到第几级谱线？

15、实际能视察到几条谱线？几级谱线？实际能视察到几条谱线？（1）5.用波长用波长=0.59m的平行光照射一块具有的平行光照射一块具有500条条/mm狭缝的光栅，光栅的狭缝宽度狭缝的光栅，光栅的狭缝宽度a=1 10-3mm，试问：，试问：（1）平行光垂直入射时，最多能视察到第）平行光垂直入射时，最多能视察到第几级谱线？实际能视察到几条谱线？几级谱线？实际能视察到几条谱线？（2）平行光与光栅法线呈夹角）平行光与光栅法线呈夹角=30o时入时入射射,如图所示，最多能视察到第几级谱线？如图所示，最多能视察到第几级谱线？（2）6.6.在正常照明下，人眼瞳孔直径约为在正常照明下，人眼瞳孔直径约为3mm3mm，问人眼的最小辨别角是多大？远处两根细丝问人眼的最小辨别角是多大？远处两根细丝之间的距离为之间的距离为2.0mm2.0mm，问人离开细丝多远处，问人离开细丝多远处恰能辨别清晰？恰能辨别清晰？解：以视觉感最灵敏的黄绿光来探讨解：以视觉感最灵敏的黄绿光来探讨设人离细丝的距离为设人离细丝的距离为L,两根细丝间距为两根细丝间距为d，两，两细丝对人眼的张角为细丝对人眼的张角为=d/L,恰能辨别时有恰能辨别时有L为人眼能辨别的最大距离为人眼能辨别的最大距离