衍射与偏振幻灯片.ppt
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1、衍射与偏振第1页,共20页,编辑于2022年,星期二3.3.光栅的色分辨本领光栅的色分辨本领光栅可使波长相近的谱线光栅可使波长相近的谱线(主极大主极大)分开分开 若若 和和 +的第的第 k 级谱线刚刚能级谱线刚刚能分辨,按瑞利判据,应有分辨,按瑞利判据,应有色分辨本领色分辨本领对对Na双线双线 就可以分开就可以分开Na双线双线 ,k级级+,k级级的k级明纹的 kN+1 级暗纹 第2页,共20页,编辑于2022年,星期二例:入射光包含例:入射光包含250nm和和300nm两种波长成分,垂直射到一平面两种波长成分,垂直射到一平面光光栅栅上上。从从零零级级开开始始,在在衍衍射射角角为为30o的的方方
2、向向上上,两两波波长长的的谱谱线线恰恰好好第第四四次重合。求该光栅的光栅常数。次重合。求该光栅的光栅常数。解:解:第四次重合第四次重合例:有三块同样大小的光栅:例:有三块同样大小的光栅:1200条条/mm,600条条/mm,90条条/mm.待待测测光光谱谱的的波波长长范范围围为为0.71.0 m,应应选选哪哪一一块块光光栅栅?如如果果光光谱谱的的波波长长范围为范围为37 m,又应选哪一块光栅呢?,又应选哪一块光栅呢?第3页,共20页,编辑于2022年,星期二解:解:取取 k1=2解:解:屏上最多能看到屏上最多能看到11条明条纹条明条纹例:波长例:波长600nm的单色光垂直射到平面光栅上。已知光
3、栅常数为的单色光垂直射到平面光栅上。已知光栅常数为 4.5 m,缝宽为,缝宽为1.5 m,问屏上最多能看到几条明条纹?,问屏上最多能看到几条明条纹?例:用波长例:用波长 1 1=0.669 m和和 2 2=0.446 m的光垂直照射在某光栅上,的光垂直照射在某光栅上,在在q q=2020 处处都出现一条谱线都出现一条谱线,那么该光栅常数最小是多少?那么该光栅常数最小是多少?第4页,共20页,编辑于2022年,星期二例例:汽汽车车两两盏盏灯灯相相距距 l=1.5m,人人眼眼瞳瞳孔孔直直径径D=3mm,求求人人恰恰好好能能分分辨辨出这两盏灯的最远距离。出这两盏灯的最远距离。解:解:瑞利判据瑞利判据
4、取取第5页,共20页,编辑于2022年,星期二X 射线的衍射射线的衍射1895年伦琴年伦琴(Rntgen,1845-1923,1901年诺贝尔物年诺贝尔物理奖理奖)K阴极,阴极,A阳极阳极(钼、钨、钼、钨、铜等金属铜等金属)AK间间加加几几万万伏伏高高压压,加加速速阴阴极发射的热电子。极发射的热电子。-+KAX射线射线 X射射线管管 第6页,共20页,编辑于2022年,星期二劳厄(劳厄(Laue)实验()实验(19121912):后来后来,劳厄进一步提出了理论上的分析劳厄进一步提出了理论上的分析(1914.(1914.Nob)。晶体点阵相当于三维光栅。原子间距是晶体点阵相当于三维光栅。原子间距
5、是 的的数量级数量级,可与可与X射线的波长相比拟。射线的波长相比拟。X射线射线准直缝准直缝晶体晶体劳厄斑劳厄斑衍射图样衍射图样(称为劳厄斑)称为劳厄斑)证实了证实了X X射线的波动性。射线的波动性。第7页,共20页,编辑于2022年,星期二 X 射线照射晶体时,每个原子射线照射晶体时,每个原子(表层,内层)受迫振动(表层,内层)受迫振动,并以此并以此振动频率向各方向发出子波。每个振动频率向各方向发出子波。每个原子都是散射子波的波源。原子都是散射子波的波源。布喇格父子布喇格父子提出了研究提出了研究 x 射线衍射更简单的方法,射线衍射更简单的方法,得出了得出了x射线在晶体上衍射主极大的公式。射线在
6、晶体上衍射主极大的公式。(1915.Nob)AABBCC111 11444 1234第8页,共20页,编辑于2022年,星期二AABBCC111 11444 1234整个晶体点阵是由一族相互平行的整个晶体点阵是由一族相互平行的晶面组成的。晶面组成的。x 射线能穿入内部。射线能穿入内部。一一.先看同一层晶面上各个原子散射的先看同一层晶面上各个原子散射的 衍射子波的干涉衍射子波的干涉晶格上的原子相当于缝晶格上的原子相当于缝;晶格常数相当光栅常数。晶格常数相当光栅常数。相当于相当于光栅衍射光栅衍射;零级主极大是最强的零级主极大是最强的,我们只考虑它。我们只考虑它。第9页,共20页,编辑于2022年,
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