2021-2022学年高二物理竞赛课件：光栅光谱.pptx

《2021-2022学年高二物理竞赛课件：光栅光谱.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021-2022学年高二物理竞赛课件：光栅光谱.pptx（14页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、光栅光谱光栅光谱光栅暗纹光栅暗纹（极小）：（极小）：（m=1,2,mkN）极小极小（m=1,2,mkN）（N-1）（N-1）主极大主极大两相邻的主极大之间有两相邻的主极大之间有(N-1)条暗纹，有条暗纹，有(N-2)条次条次极大。极大。次极大次极大缺级缺级光栅的多缝干涉光栅的多缝干涉条纹受到单缝衍条纹受到单缝衍射条纹的调制射条纹的调制缺级缺级：多缝干涉的主极大与单缝衍射极小的角位置正：多缝干涉的主极大与单缝衍射极小的角位置正 好相同。好相同。时时,出现缺级。出现缺级。干涉明纹干涉明纹缺级缺级级次：级次：-66543210-1-2-3-4-5如：如：则：则：单缝衍射和多缝衍射干涉的对比单缝衍射和

2、多缝衍射干涉的对比（d=10 a）19个明条纹个明条纹缺级缺级缺级缺级单单缝缝多多缝缝光栅光谱光栅光谱 复色光照射光栅时，谱线按波长向外侧依次分复色光照射光栅时，谱线按波长向外侧依次分开排列，形成开排列，形成光栅光谱。光栅光谱。完整光谱：完整光谱：没有重叠的清晰光谱没有重叠的清晰光谱条件：条件：斜入射的光栅方程斜入射的光栅方程光线斜入射时的光栅方程光线斜入射时的光栅方程d sin 光栅光栅观察屏观察屏Lop f id sin ii i 和和 的的符号规定符号规定:斜入射的光栅方程斜入射的光栅方程斜入射可以获得更高级斜入射可以获得更高级次的条纹（分辨率高）次的条纹（分辨率高）同侧为同侧为正正，异

3、侧为，异侧为负负。例例波长为波长为500 nm 和和520 nm的两种单色光同时垂直入的两种单色光同时垂直入射在光栅常量为射在光栅常量为0.002 cm的光栅上，紧靠光栅后用焦的光栅上，紧靠光栅后用焦距为距为2 m的透镜把光线聚焦在屏幕上。求这两束光的的透镜把光线聚焦在屏幕上。求这两束光的第三级谱线之间的距离。第三级谱线之间的距离。解：解：x2fx1例例利用一个每厘米刻有利用一个每厘米刻有4000条缝的光栅，在白光垂直条缝的光栅，在白光垂直照射下，可以产生多少完整的光谱？问哪一级光谱中照射下，可以产生多少完整的光谱？问哪一级光谱中的哪个波长的光开始与它谱线重叠？的哪个波长的光开始与它谱线重叠？

4、解：解：对第对第k 级光谱，要产生完整的光谱，即要求级光谱，要产生完整的光谱，即要求 的第的第(k+1)级纹在级纹在 的第的第k 级条纹之后，即级条纹之后，即 光栅方程光栅方程 只能产生一个完整的可见光谱，而第二级和只能产生一个完整的可见光谱，而第二级和第三级光谱即有重叠出现。第三级光谱即有重叠出现。第二级光谱中波长为第二级光谱中波长为600nm的光与第三级中紫光重叠的光与第三级中紫光重叠例例 用每毫米用每毫米500条栅纹的光栅，观察钠光谱线条栅纹的光栅，观察钠光谱线（=590 nm）问：（）问：（1）光线垂直入射；（）光线垂直入射；（2）光线）光线以入射角以入射角30入射时，最多能看到几级条

5、纹？入射时，最多能看到几级条纹？解：解：（1）k最大最大取取 k=3最多能看到最多能看到 k=3,2,1,0,-1,-2,-3 级条纹。级条纹。（2）下侧最大：下侧最大：k=-1上侧最大：上侧最大：k=5最多能看到最多能看到 k=5,4,3,2,1,0,-1 级条纹。级条纹。例例 一衍射光栅，每厘米有一衍射光栅，每厘米有200200条透光缝，每条透光缝条透光缝，每条透光缝宽为宽为a a=2=21010-3-3cmcm，在光栅后放一焦距，在光栅后放一焦距 f f=1m=1m 的凸的凸透镜，现以透镜，现以 的单色平行光垂直照射光栅，的单色平行光垂直照射光栅，求：求：（1 1）透光缝的单缝衍射中央明条纹宽度为多少？）透光缝的单缝衍射中央明条纹宽度为多少？（2 2）在该宽度内，有几个光栅衍射主极大？）在该宽度内，有几个光栅衍射主极大？