桂电大物AII重修衍射.ppt

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1、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

2、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

3、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

4、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 (

5、 ),(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,

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