桂电大物AII重修衍射.ppt

光的衍射现象：,菲涅耳衍射和夫琅和费衍射：,菲涅耳半波带法：,暗纹,菲涅耳半波带法：,明纹,干涉相消（暗纹）,（明纹）,（介于明暗之间）,中央明纹中心,菲涅耳半波带法：,在单缝夫琅和费衍射实验中，屏上第三级暗纹对应于单缝处波面可划分为 个半波带，若将缝宽缩小一半，原来第三级暗纹处将是第 级 纹。,例：,明,在单缝夫琅和费衍射实验中，波长为的单色光垂直入射在宽度a=5的单缝上，对应于衍射角的方向上若单缝处波面恰好可分成5个半波带，则衍射角= 。屏幕上与该衍射角对应处出现 级 纹。,例：,明,在单缝夫琅和费衍射实验中，波长为 的单色光的第三级明纹与波长为630nm的单色光的第二级明纹恰好重合，试计算波长 。,例3：,出现三级明纹：,出现二级明纹：,暗纹坐标：,光强分布：,用白光光源进行实验。,思考：,进行下列操作，单缝衍射条纹将怎样变化？,将整套装置浸入水中；,将单缝稍稍向上平移；,入射光斜向上地入射到单缝上；,中央明纹两侧出现彩色条纹,条纹不变,条纹上移,条纹上移,条纹变窄,将透镜稍稍向上平移；,使用大焦距透镜且将屏幕移到新的焦平面上；,将屏幕向后平移；,条纹消失,条纹变宽,圆孔衍射,干涉与衍射的区别：,干涉是有限束光的相干叠加，而衍射是无数个子波的相干叠加,干涉中不同级次条纹光强是一样的，而衍射中不同级次条纹的光强是不同的,干涉条纹是等间距的，而衍射中中央明纹的宽度是其他条纹宽度的两倍,双缝干涉与单缝衍射明暗条纹的条件是相反的。,1 条 缝,20 条 缝,3 条 缝,5 条 缝,光栅衍射条纹,光栅：许多等宽度、等距离的狭缝排列起来形成的光学元件.,光栅衍射,光栅常数,光栅衍射条纹的形成,光栅方程：,光栅常数越小，明纹间隔越远,入射光波长越小，明纹间隔越近,最高级数：,光强分布,a sin =k',k'=±1, ±2,· · ·,缺极时衍射角同时满足：,(a+ b )sin =k,k=0,±1, ±2, · · ·,即： k =(a+b) /a· k',k 就是所缺的级次,由于单缝衍射的影响，在应该出现亮纹的地方，不再出现亮纹。,缝间光束干涉极大,单缝衍射极小,缺级现象,缺级：,一衍射光栅，每厘米200条缝，每条缝宽为0.002cm。在光栅后放一焦距为1m的凸透镜。现以波长为600nm的单色平行光垂直照射光栅。求 （1）缝的单缝衍射中央明纹宽度。 （2）在该宽度内的光栅衍射主极大个数。,例4：,在单缝中央明纹范围内共5条干涉明纹,练习：,一双缝，缝距d=0.4mm，两缝宽度都是b=0.08mm，用波长=480nm的平行光垂直照射双缝，在双缝后面放一焦距f=2m的透镜，试求： （1）在透镜焦平面处的屏上，双缝干涉条纹的宽度。 （2）在单缝衍射中央明纹范围内的双缝干涉明纹数目N和相应的级次,对某一定波长的垂直入射光，衍射光栅的屏幕上只能出现零级和一级主极大，欲使屏幕上出现更高级次的主极大，应该 （ ）,（A）换一个光栅常数较小的光栅 （B）换一个光栅常数较大的光栅 （C）将光栅向靠近屏幕的方向移动 （D）将光栅向远离屏幕的方向移动,B,例5：,某单色光垂直入射到光栅上，衍射光谱中共出现了5条明条纹。若已知此光栅缝宽度与不透明部分宽度相等，那么在中央明纹一侧的两条明纹分别是第 和第 级明纹？,1,3,例6：,波长为600nm的单色光垂直照在光栅上，第二级明纹出现在sin =0.2 处。第四级缺级。试求： （1）光栅常数d。 （2）光栅中单缝的最小宽度a。 （3）在全屏中出现的全部级数N。,练习3：,入射光为白光时， 不同， 不同，按波长分开形成光谱.,衍射光谱,光栅方程：,单缝衍射 圆孔衍射,光栅衍射,菲涅耳半波带法：,条纹宽度：,光栅方程：,暗,明,光学仪器的分辨率：,明,缺级,缺级条件：,最高级数：,暗,光的衍射小结,