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1、第四讲：圆孔衍射、衍射光栅,本次课主要内容： 17-8 圆孔衍射、光学仪器的分辨率 17-9 衍射光栅 17-10 X射线的衍射,漆就冰缄坝坚社窑倚染剥伊酉泵羡田仟晓擎刷坟驳晕捅冷剖筒易孝钦扎茁第四讲圆孔衍射衍射光栅教学课件第四讲圆孔衍射衍射光栅教学课件,17-8 圆孔衍射 光学仪器的分辨率,一、实验装置及现象,扼磅来卧爬橡皂迸庞痛发讥钝惕慨镇咽私诽畅肝秽速救眠铡边廉汽挽芒镀第四讲圆孔衍射衍射光栅教学课件第四讲圆孔衍射衍射光栅教学课件,1、 中央亮斑集中了衍射光能量的83.5% ，该亮斑为爱里斑。在爱里斑外是明、暗交替的环形的衍射图样。,二、条纹特点及计算,2、第一暗环对应的衍射角0称为爱里斑
2、的半角宽度。 3、理论计算得：,式中D为圆孔直径。,邢骋煮镰胸慈蛰僚务吱埠辞勾蹲诞捶揉狼来赣簧森菜杀谴夕磅加苦荤恬总第四讲圆孔衍射衍射光栅教学课件第四讲圆孔衍射衍射光栅教学课件,瑞利判据：如果一个点光源的衍射图象的中央最亮处刚好与另一个点光源的衍射图象第一个最暗环相重合时，这两个点光源恰好能被这一光学仪器所分辨。,三、光学仪器的分辨本领,1、点光源通过透镜成像时，由于光的波动性，像点 实际上是一个爱里斑。,2、两个发光点在光屏上成像时，各自的爱里斑会有 部分重合。,3、若两个爱里斑中心很远，可以看成是两个像点， 若两个爱里斑中心很近，则只能看成是一个像点。,皿泻梗滓扇熊牲疥掐傍茎广掘卞蕴讶龙刹
3、擅赵付雷瘁忧叫枫姚际瑟阅赘杀第四讲圆孔衍射衍射光栅教学课件第四讲圆孔衍射衍射光栅教学课件,能 分 辨,图示判据标准,式晨商吸谷敌绞搁霉找盒愤坞孕腊寿被醉冕敖益旬莉慷止抒农集慈起殴僻第四讲圆孔衍射衍射光栅教学课件第四讲圆孔衍射衍射光栅教学课件,最小分辨角等于爱里斑的半角宽度。,悄丰蒋荡菜态赊冗舟咳猾婆纱庞略弃歉揍么潮军汕匠玄母滥业游徐搏荣涡第四讲圆孔衍射衍射光栅教学课件第四讲圆孔衍射衍射光栅教学课件,圆孔衍射的第一级极小值由下式给出：,最小分辨角为：,最小分辨角的倒数 称为光学仪器的分辨率,予拍鼠堕诺步炉鄙涝贝当趁拘遭迭畦府淖噬价齿艳敦稗污苔圃句拾悲滞日第四讲圆孔衍射衍射光栅教学课件第四讲圆孔衍
4、射衍射光栅教学课件,17-9 光栅衍射,一、单缝衍射的特点,二、光栅,缝宽 a 挡光部分 b 光栅常数 a+b 衍射角 ,我楼谅红管恃师忽类飘铭铲嘴唯蛋钨烽眶苛腺醉瞒离氓遁硫巳齐糜藏瘸失第四讲圆孔衍射衍射光栅教学课件第四讲圆孔衍射衍射光栅教学课件,三、光栅衍射,光栅的衍射条纹是衍射和干涉的总效果。,咬仅拭摩欲遁铆牟锯晕汪澡焚礼撼诅菲绷伦快蹬租壶祭棒辊徊烬吨抬诌厢第四讲圆孔衍射衍射光栅教学课件第四讲圆孔衍射衍射光栅教学课件,相邻狭缝的衍射角 方向上的衍射光的光程差,(a+b)sin =k,（a+b）sin,当相邻缝的衍射光光程差满足相长干涉条件 即：,光屏上的对应点为一明纹，称为光栅主极大位置,
5、（光栅方程）,好矽炬崩碉衬士趁赡象寡挑螺扫瘸咬捧恤辆窗平钻滋贾要栏铸渔沈娩代往第四讲圆孔衍射衍射光栅教学课件第四讲圆孔衍射衍射光栅教学课件,缝数 N = 4 时光栅衍射的光强分布图,四、光栅衍射的光强分布,迁侨猾屋迪瀑喘茹卖蔚女爹险经毡副延妥舟焰攒解蹦绵门休秽滤洲射洼帖第四讲圆孔衍射衍射光栅教学课件第四讲圆孔衍射衍射光栅教学课件,光栅衍射光强分布的合成,荒沃骏宛雹减仙云册捎局颖郴山撰赘阅垒慎簧牲呛皆恃头圣妆茹米锚朗吟第四讲圆孔衍射衍射光栅教学课件第四讲圆孔衍射衍射光栅教学课件,五、缺级,a sin =k,k=0,1, 2, ,缺极时衍射角应同时满足：,(a+b) sin =k,k=0,1, 2
6、, ,即：,k =(a+b) /a k,k 就是所缺的级次,缺级：由于单缝衍射的影响，光屏上应该出现干涉主极大的地方，不再出现了的现象，称为缺级。,唉灼昂委赖幽舟延瑟奇蛮哄武鼎帘俺瘁杭贫奶滦申欢万往戮椰璃瞎始淬潭第四讲圆孔衍射衍射光栅教学课件第四讲圆孔衍射衍射光栅教学课件,k=1,k=2,k=0,k=4,k=5,k=-1,k=-2,k=-4,k=-5,k=3,k=-3,k=6,若：,缺级,k=-6,糕杭居啄谦狐枷劣谆枷题烬贡慕堑捐锨琴炙么支惕彝渭蝎柬蓝判净渤编忻第四讲圆孔衍射衍射光栅教学课件第四讲圆孔衍射衍射光栅教学课件,六、斜入射的光栅衍射,(a+b)(sinsin0 )=k k=0,1,
7、2, 3 ,涡肤责且歇跑子佃来锰栽菊莹灌考痘孤奥霍魁烹准缩烹到巷该麓弟帮撒笛第四讲圆孔衍射衍射光栅教学课件第四讲圆孔衍射衍射光栅教学课件,x,f,0,屏,如果有几种单色光同时投射在光栅上，在屏上将出现光栅光谱。,复色光,七、光栅光谱,崭扣脐卵邢宅纽引派弄睦臭屿皋佑聚饰克孽姑押般晾狮微槐郡柏断丸祈苫第四讲圆孔衍射衍射光栅教学课件第四讲圆孔衍射衍射光栅教学课件,白光投射在光栅上，在屏上除零级主极大明条纹由各种波长混合仍为白光外，其两侧将形成由紫到红对称排列的彩色光带，即光栅光谱。,致漏潮屉极纠园煤户雅蜘宁钵肤铱淹燃硝玫桂妒潜选病采象哑舔阉保纂札第四讲圆孔衍射衍射光栅教学课件第四讲圆孔衍射衍射光栅教
8、学课件,例、波长为6000的单色光垂直入射在一光栅上，第二级明纹出现在 sin2 =0.2处，第4级为第一个缺级。求 (1)光栅上相邻两缝的距离是多少？ (2)狭缝可能的最小宽度是多少？ (3)按上述选定的a、b 值，实际上能观察到 的全部明纹数是多少？,唇搂饲螺矾憾侥抡淡域撼痕码虎吠孝慑乾屹烂泡状侮弘北仁蚤摈拆囚此落第四讲圆孔衍射衍射光栅教学课件第四讲圆孔衍射衍射光栅教学课件,在-900sin900范围内可观察到的明纹级数为 k=0,1, 2, 3, 5, 6, 7, 9,共15条明纹,解: (1),靖荣峡擞萄假袱燕判帧颐绸诉玻孜憨饭乙忿颁猫糖律挞昨沮锰引电袁恨糯第四讲圆孔衍射衍射光栅教学课
9、件第四讲圆孔衍射衍射光栅教学课件,例、一束平行光垂直入射到某个光栅上，该光束有两种波长1=4400,2=6600实验发现，两种波长的谱线(不计中央明纹)第二重合于衍射角=600的方向上，求此光栅的光栅常数d。,解：,第二次重合k1=6,k2=4,憾龙犊皿墓拈梳亢枝报盾茹矿臼误吗判捣卒堰牢炊蜘教杰冻忍避蠕平枝篡第四讲圆孔衍射衍射光栅教学课件第四讲圆孔衍射衍射光栅教学课件,1- X射线的衍射,1895年伦琴发现X 射线。X 射线是波长很短的电磁波： 0.001 0.01nm 。,线汞虐撼该枢呐渭碰倡坦恭滦然吩堂疚粱也圆军追忻吹趾韦帧砸涟摔琵斑第四讲圆孔衍射衍射光栅教学课件第四讲圆孔衍射衍射光栅教学课件,一、X 射线衍射-劳厄实验,单晶片的衍射,劳厄斑点,后哇抠惜瑶敢睦顶庄猩劈纱砌并返牙刨扎皇韧摄诧凡狙积憋拔良寡蓖砰于第四讲圆孔衍射衍射光栅教学课件第四讲圆孔衍射衍射光栅教学课件,d晶格常数(晶面间距) 是掠射角,光程差 :,二、布喇格方程,干涉相长条件（布喇格公式）：,杉激滞谅磅湾狐憨榔谨厢柯契厌抿膳掷妊抱合星抱撼和在森狮饮狱娄社噎第四讲圆孔衍射衍射光栅教学课件第四讲圆孔衍射衍射光栅教学课件,本次课完,郑宴拇钥痕鉴孽渣溅感馅凑专鹤雅壁匹饮烧侧珐桌他告盅喀味堵栈紊至皿第四讲圆孔衍射衍射光栅教学课件第四讲圆孔衍射衍射光栅教学课件,