光柵衍射及光柵光譜

1、第十七章第十七章 波動(dòng)光學(xué)波動(dòng)光學(xué)17 17 10 10 光柵衍射及光柵光譜光柵衍射及光柵光譜一一 光柵光柵 許多許多等寬度等寬度、等距離等距離的狹縫排列起來(lái)形成的光學(xué)元件的狹縫排列起來(lái)形成的光學(xué)元件. .QoLPf衍射角衍射角第十七章第十七章 波動(dòng)光學(xué)波動(dòng)光學(xué)17 17 10 10 光柵衍射及光柵光譜光柵衍射及光柵光譜b b bb), 2 , 1 , 0( sin) (kkbb明紋位置明紋位置相鄰兩縫間的光程差：相鄰兩縫間的光程差：sin) (bb光柵常數(shù)：光柵常數(shù)：m101065光柵常數(shù)光柵常數(shù)衍射角衍射角b：透光部分的寬度：透光部分的寬度 b：不透光部分的寬度：不透光部分的寬度二二 光柵

2、衍射條紋的形成光柵衍射條紋的形成 光柵的衍射條紋是衍光柵的衍射條紋是衍射和干涉的總效果射和干涉的總效果sin) (bb第十七章第十七章 波動(dòng)光學(xué)波動(dòng)光學(xué)17 17 10 10 光柵衍射及光柵光譜光柵衍射及光柵光譜sinbbkk,2maxbbkk 條紋最高級(jí)數(shù)條紋最高級(jí)數(shù)討討 論論), 2 , 1 , 0( sin) (kkbbsin) (bb23230I 光強(qiáng)分布光強(qiáng)分布第十七章第十七章 波動(dòng)光學(xué)波動(dòng)光學(xué)17 17 10 10 光柵衍射及光柵光譜光柵衍射及光柵光譜1 條條 縫縫20 條條 縫縫3 條條 縫縫5 條條 縫縫 光柵中狹縫條數(shù)越多，明紋越亮光柵中狹縫條數(shù)越多，明紋越亮.亮紋的光強(qiáng)亮紋

3、的光強(qiáng)02INI ：?jiǎn)慰p光強(qiáng)）：?jiǎn)慰p光強(qiáng)）（：狹縫數(shù)，（：狹縫數(shù)，N0I第十七章第十七章 波動(dòng)光學(xué)波動(dòng)光學(xué)17 17 10 10 光柵衍射及光柵光譜光柵衍射及光柵光譜sinsin, 11bbkkk一定，一定， 減少，減少， 增大增大 bbkk1bb一定，一定， 增大，增大， 增大增大kk1光柵常數(shù)越小，明紋越窄，明紋間相隔越遠(yuǎn)光柵常數(shù)越小，明紋越窄，明紋間相隔越遠(yuǎn)), 2, 1 , 0( sin) (kkbb入射光波長(zhǎng)越大，明紋間相隔越遠(yuǎn)入射光波長(zhǎng)越大，明紋間相隔越遠(yuǎn)第十七章第十七章 波動(dòng)光學(xué)波動(dòng)光學(xué)17 17 10 10 光柵衍射及光柵光譜光柵衍射及光柵光譜sin0I入射光為入射光為白光白光

4、時(shí)，時(shí)， 不同，不同， 不同，按波長(zhǎng)分開(kāi)形成不同，按波長(zhǎng)分開(kāi)形成光譜光譜. .k一級(jí)光譜一級(jí)光譜二級(jí)光譜二級(jí)光譜三級(jí)光譜三級(jí)光譜三三 衍射光譜衍射光譜), 2 , 1 , 0( sin) (kkbb bb第十七章第十七章 波動(dòng)光學(xué)波動(dòng)光學(xué)17 17 10 10 光柵衍射及光柵光譜光柵衍射及光柵光譜例如例如二級(jí)光譜重疊部分光譜范圍二級(jí)光譜重疊部分光譜范圍nm7604002sin) (bb二級(jí)光譜重疊部分二級(jí)光譜重疊部分:nm760600紫3sin) (bbnm60023紫一一級(jí)光譜級(jí)光譜二二級(jí)光譜級(jí)光譜三三級(jí)光譜級(jí)光譜 bbsin0I第十七章第十七章 波動(dòng)光學(xué)波動(dòng)光學(xué)17 17 10 10 光柵

5、衍射及光柵光譜光柵衍射及光柵光譜連續(xù)光譜：熾熱物體光譜連續(xù)光譜：熾熱物體光譜線狀光譜：鈉鹽、分立明線線狀光譜：鈉鹽、分立明線帶狀光譜：分子光譜帶狀光譜：分子光譜衍射光譜分類衍射光譜分類光譜分析光譜分析由于不同元素（或化合物）各有自己特定的光譜，由于不同元素（或化合物）各有自己特定的光譜，所以由譜線的成分，可分析出發(fā)光物質(zhì)所含的元素或所以由譜線的成分，可分析出發(fā)光物質(zhì)所含的元素或化合物；還可從譜線的強(qiáng)度定量分析出元素的含量化合物；還可從譜線的強(qiáng)度定量分析出元素的含量第十七章第十七章 波動(dòng)光學(xué)波動(dòng)光學(xué)17 17 10 10 光柵衍射及光柵光譜光柵衍射及光柵光譜 例例1 用白光垂直照射在每厘米有用白

6、光垂直照射在每厘米有6500條刻痕的平條刻痕的平面光柵上，求第三級(jí)光譜的張角面光柵上，求第三級(jí)光譜的張角.解解nm7604006500/cm1bb148. 165001cmcm106 . 73sin522bbk紅光紅光第第三三級(jí)光譜的級(jí)光譜的張角張角74.3826.5100.90第三級(jí)光譜所能出現(xiàn)的最大波長(zhǎng)第三級(jí)光譜所能出現(xiàn)的最大波長(zhǎng)kbb90sin) (nm5133bb綠光綠光78. 065001cmcm1043sin511bbk紫光紫光26.511不可見(jiàn)不可見(jiàn)第十七章第十七章 波動(dòng)光學(xué)波動(dòng)光學(xué)17 17 10 10 光柵衍射及光柵光譜光柵衍射及光柵光譜0 .20nm680nm430例例2試設(shè)計(jì)一個(gè)平面透射光柵的光柵常數(shù)，使試設(shè)計(jì)一個(gè)平面透射光柵的光柵常數(shù)，使得該光柵能將某種光的第一級(jí)衍射光譜展開(kāi)得該光柵能將某種光的第一級(jí)衍射光譜展開(kāi)