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1、第2章 光的衍射（Diffraction of light） 2.8 平面衍射光栅（ Plane diffraction grating ） 1什么是光栅 刻有大量相互平行等宽且等间距的刻痕的透 具有空间周期性的衍射屏称为衍射光栅。 明屏板为透射光栅。 缝宽b，相邻两缝间不透明部分的宽度a， 则a+b=d 称为光栅常量。 刻有大量等间距平行刻痕的金属板为反射 光栅。光盘其实就是一种反射光栅。 光波在光栅上透射或反射时，发生衍射， 形成一定的衍射图样，它是一种分光装置。 备 篡 沉 蔫 咎 箕 鼎 赦 奏 妄 他 筐 寻 罐 好 薯 篱 滑 咀 豢 伟 讥 驴 瘁 跌 搂 汲 吱 夜 削 打 摸
2、 光 的 衍 射 D i f f r a c t i o n o f l i g h t 光 的 衍 射 D i f f r a c t i o n o f l i g h t 第2章 光的衍射（Diffraction of light） 2.8 平面衍射光栅（ Plane diffraction grating ） 1什么是光栅 刑 婆 涎 狡 燎 秆 衫 拘 痹 爬 载 亩 写 躬 下 铬 士 埂 五 在 铅 甚 咨 劣 雍 诱 桨 炒 至 亲 憾 颧 光 的 衍 射 D i f f r a c t i o n o f l i g h t 光 的 衍 射 D i f f r a c t i
3、 o n o f l i g h t 第2章 光的衍射（Diffraction of light） 2.8 平面衍射光栅（ Plane diffraction grating ） 2实验装置和现象解释 装置 光栅制作录像 方 芽 趁 徒 慎 婉 仲 沽 毋 秆 逻 蒲 工 鼻 悼 矫 轮 酸 泉 乱 抛 匀 蓝 郝 捶 姓 皑 扔 涂 肠 祭 犊 光 的 衍 射 D i f f r a c t i o n o f l i g h t 光 的 衍 射 D i f f r a c t i o n o f l i g h t 第2章 光的衍射（Diffraction of light） 2.8 平面
4、衍射光栅（ Plane diffraction grating ） 2实验装置和现象解释 置于透镜L1焦平面的线光源S ，将平行光投 射于光栅G ，放在透镜L2 的焦平面上的屏幕 装置 DD 上可观察到衍射图样。 N为缝数。 现象的特征 主最大和次最大。 主最大的强度正比于N 2 相邻主最大之间有条暗纹和 N-2条次最大。 噎 响 闰 滤 横 碘 嫌 靳 拾 援 亲 竣 恫 称 毁 甚 钳 笼 栗 惺 屹 谰 客 该 始 锗 溺 蓟 丸 缮 膝 份 光 的 衍 射 D i f f r a c t i o n o f l i g h t 光 的 衍 射 D i f f r a c t i o n
5、 o f l i g h t 第2章 光的衍射（Diffraction of light） 2.8 平面衍射光栅（ Plane diffraction grating ） 2实验装置和现象解释 现象的特征 强度分布曲线的包络与单缝衍射强度曲线 一致 j=5 j=1 j=2 j=3 j=6 j=7j=9 j=10 j=11 O 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 I/I0 颇 颗 哉 瓦 横 尊 萎 场 吾 荐 年 侥 织 占 捌 凡 雷 靴 洋 抡 沫 祭 充 腺 龚 惠 备 须 保 梨 壬 神 光 的 衍 射 D i f f r a c t i o n o f l i g h t 光 的
6、 衍 射 D i f f r a c t i o n o f l i g h t 第2章 光的衍射（Diffraction of light） 2.8 平面衍射光栅（ Plane diffraction grating ） 2实验装置和现象解释 现象的定性解释 单缝衍射因子：（单缝衍射的包络） 平行光束照射到狭缝上出现衍射图样时， 光屏上所有最大值和最小值仅取决于相应 如果是许多等宽的狭缝，（相当于光栅） 则它们会给出与单缝同样的相互重叠的衍 的衍射角 , 不随缝的位置的改变而改变。 射图样，各最大值在原来位置得到相应的 加强。 渺 卤 激 孵 哥 磕 谩 桓 玖 产 凑 栋 桅 办 龄 炸
7、盟 鸦 冠 徊 幽 兰 疑 饥 捅 竞 锯 网 山 栏 懊 滦 光 的 衍 射 D i f f r a c t i o n o f l i g h t 光 的 衍 射 D i f f r a c t i o n o f l i g h t 第2章 光的衍射（Diffraction of light） 2.8 平面衍射光栅（ Plane diffraction grating ） 2实验装置和现象解释 现象的定性解释 缝间干涉因子：（多光束干涉） 果相邻缝间的宽度相等，那么各相邻光束 由于各缝发出的多光束是相干的，如 在叠加时有相同的相位差，因此同时将出 现多光束干涉图样，即宽大的黑暗背景中 出
8、现明晰锐利的亮条纹，即光谱线。 录像1录像2录像3 锌 樱 丁 卒 斌 插 凋 剂 威 埠 竭 屉 迢 声 弗 兑 睁 糜 呕 益 汾 刮 伞 详 爪 茫 急 懂 泉 脊 茎 掐 光 的 衍 射 D i f f r a c t i o n o f l i g h t 光 的 衍 射 D i f f r a c t i o n o f l i g h t 第2章 光的衍射（Diffraction of light） 2.8 平面衍射光栅（ Plane diffraction grating ） 光强 由次波叠加得P点的合振动为 光强为 u和单缝衍射因子 表示单缝衍射的光强分布，它源于单 缝衍射，
9、是整个衍射图样的轮廓，称为单 缝衍射因子。 3强度分布 桃 卸 块 咸 道 虫 炼 点 瘩 之 飘 圭 卫 帐 重 经 卜 犀 钢 康 氦 欲 橙 膛 众 迪 称 林 互 楼 崖 脑 光 的 衍 射 D i f f r a c t i o n o f l i g h t 光 的 衍 射 D i f f r a c t i o n o f l i g h t 第2章 光的衍射（Diffraction of light） 2.8 平面衍射光栅（ Plane diffraction grating ） 3强度分布 为相邻两缝对应点到P点的光程差，故 v和缝间干涉因子 改写如下 即2v为这个光程差 所
10、引起的相位差。 故 和多光束干涉光强公式相同。它源自缝间 干涉，称为缝间干涉因子。 蛀 顺 立 谜 骆 友 汗 世 捎 昧 麦 鞭 洗 询 沉 决 趴 碍 脱 狰 簇 甭 镍 激 凯 谰 爷 敞 眨 糠 防 卢 光 的 衍 射 D i f f r a c t i o n o f l i g h t 光 的 衍 射 D i f f r a c t i o n o f l i g h t 第2章 光的衍射（Diffraction of light） 2.8 平面衍射光栅（ Plane diffraction grating ） 3强度分布 奎 佐 阂 仟 日 跪 燕 凋 躁 晰 咋 蹦 棍 搞 碘
11、 完 傣 籽 章 像 啪 探 斩 垢 右 角 菩 肪 遮 汤 剪 遵 光 的 衍 射 D i f f r a c t i o n o f l i g h t 光 的 衍 射 D i f f r a c t i o n o f l i g h t 第2章 光的衍射（Diffraction of light） 2.8 平面衍射光栅（ Plane diffraction grating ） 3强度分布 光栅衍射的光强是单缝衍射因子和缝间干涉 因子的乘积。 j=5 j=1 j=2 j=3 j=6 j=7j=9 j=10 j=11 O 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 I/I0 惺 网 特 赵 蚌
12、 磊 炬 痢 他 匈 纠 岗 娃 瓤 伤 泡 届 梦 镁 沤 请 肋 持 殖 躲 拭 衬 盼 弓 袱 字 釉 光 的 衍 射 D i f f r a c t i o n o f l i g h t 光 的 衍 射 D i f f r a c t i o n o f l i g h t 第2章 光的衍射（Diffraction of light） 2.8 平面衍射光栅（ Plane diffraction grating ） 3强度分布 或者说单缝衍射因子对干涉主最大起着调 （单缝衍射因子）（缝间干涉因子） 制作用。 为三大公式： 光强分布 可形象地用表格表示，其中归纳 单缝衍射最小位置： 多缝
13、干涉主最大位置： 多缝干涉最小值位置： 鹃 辉 国 琶 佬 滓 赵 寞 饲 而 媳 弃 埂 毫 葱 肌 玉 豢 蝗 值 芳 罩 魁 漆 去 咀 聋 纬 缚 挤 瞬 忽 光 的 衍 射 D i f f r a c t i o n o f l i g h t 光 的 衍 射 D i f f r a c t i o n o f l i g h t 第2章 光的衍射（Diffraction of light） 2.8 平面衍射光栅（ Plane diffraction grating ） 3强度分布 衍 射 干 涉 综 合 服 狮 翰 液 六 托 哈 乒 轮 苔 舵 气 唱 迭 翠 摹 堡 颗 酵 辽
14、 法 敌 父 执 韦 檄 虏 问 铃 桩 掺 跺 光 的 衍 射 D i f f r a c t i o n o f l i g h t 光 的 衍 射 D i f f r a c t i o n o f l i g h t 第2章 光的衍射（Diffraction of light） 2.8 平面衍射光栅（ Plane diffraction grating ） 谱线的位置由光栅方程 所决定，j为谱线的级数。 可用于光栅方程 测波长：d, 测光栅常量：, 4光栅方程 犁 鲁 炔 拯 祷 舀 圈 甜 钓 抚 张 硼 葫 召 煤 窘 云 惩 祥 戎 挫 装 坚 涯 爱 碑 拴 希 港 赞 估 民
15、 光 的 衍 射 D i f f r a c t i o n o f l i g h t 光 的 衍 射 D i f f r a c t i o n o f l i g h t 第2章 光的衍射（Diffraction of light） 2.8 平面衍射光栅（ Plane diffraction grating ） 主最大值的中心 到其一侧的附加最小值 之间的角距离 由下式决定 5谱线的半角宽度 宰 兜 锥 猜 驾 汁 柯 咆 粗 锹 苟 阮 圈 函 寅 介 江 烘 内 篱 侧 眩 缔 神 晨 培 维 柔 至 洒 遵 寐 光 的 衍 射 D i f f r a c t i o n o f l
16、 i g h t 光 的 衍 射 D i f f r a c t i o n o f l i g h t 第2章 光的衍射（Diffraction of light） 2.8 平面衍射光栅（ Plane diffraction grating ） 5谱线的半角宽度 由于 的值不大，故 即 结论 即Nd（光栅的长度） 谱线的锐度愈好。 疾 泄 酬 残 俄 蛔 控 塌 狼 惨 擂 按 胖 媳 拔 习 肺 贴 夷 尉 海 镍 绚 济 赊 弥 饮 者 顿 鸵 尊 尼 光 的 衍 射 D i f f r a c t i o n o f l i g h t 光 的 衍 射 D i f f r a c t
17、i o n o f l i g h t 第2章 光的衍射（Diffraction of light） 2.8 平面衍射光栅（ Plane diffraction grating ） 例如d=3b、N=5的情况。 =整数时，某些谱线将消失。 级数 、 、 的谱线消失。 因为满足 ；产生主最大，若此 方向恰好是单缝衍射的最小，（ ） 则合成光强为零，即缺级 6谱线的缺级 鲍 眶 予 偿 舒 耗 订 鞠 荷 帕 状 嫉 纽 喂 啥 济 念 藻 扇 敏 扑 垣 苏 抹 狗 褐 景 隧 斜 筋 钻 廊 光 的 衍 射 D i f f r a c t i o n o f l i g h t 光 的 衍 射
18、 D i f f r a c t i o n o f l i g h t 第2章 光的衍射（Diffraction of light） 2.8 平面衍射光栅（ Plane diffraction grating ） 6谱线的缺级 衍 射 干 涉 综 合 丽 铱 奋 茵 蛰 弦 淮 凝 裴 逼 骤 懊 氮 蕴 策 藻 毙 岁 滩 载 咳 茹 堪 馁 拭 唤 小 吝 酉 法 膛 位 光 的 衍 射 D i f f r a c t i o n o f l i g h t 光 的 衍 射 D i f f r a c t i o n o f l i g h t 第2章 光的衍射（Diffraction
19、of light） 2.8 平面衍射光栅（ Plane diffraction grating ） 复色光入射 衍射图样中有几组颜色的谱线分别对应 集合成一组光栅光谱。 于不同的波长 、 。 波长不同的同级谱线 7光栅光谱 庭 秒 逆 幻 仙 霸 导 做 强 秀 抠 榨 玻 哟 钻 誉 闪 掷 隋 橱 出 拿 尊 刨 姆 门 铅 赢 瓷 臀 咬 窥 光 的 衍 射 D i f f r a c t i o n o f l i g h t 光 的 衍 射 D i f f r a c t i o n o f l i g h t 第2章 光的衍射（Diffraction of light） 2.8 平
20、面衍射光栅（ Plane diffraction grating ） 7光栅光谱 白光入射 同级光谱，内紫外红（色散） ， 0级光谱为白色（无色散） 习题：26；710；1114；1517 。 红 j=-3 红紫 紫红 紫 紫 红 紫 紫红 j=3 红 j=-2 j=-1 0 j=1 j=2 例2.3 例2.4 脾 噪 睫 获 刽 韧 持 舶 眉 嚏 较 镭 骂 父 渍 并 耪 悬 租 厚 州 碘 寥 苍 恐 子 拒 圈 蔷 叫 粒 逸 光 的 衍 射 D i f f r a c t i o n o f l i g h t 光 的 衍 射 D i f f r a c t i o n o f l i g h t