衍射習(xí)題課課件

光的衍射光波衍射多束光干涉與衍射疊加效應(yīng)——光柵一束光的子波干涉效應(yīng)光柵方程缺極條件光強(qiáng)分布圖單縫衍射公式圓孔衍射瑞利判據(jù)知識(shí)框架理解并掌握菲涅耳半波帶法及振幅矢量疊加法在單縫衍射及光柵衍射中的應(yīng)用，但最重要的是對推導(dǎo)出的相關(guān)公式能夠靈活運(yùn)用！1光的衍射光波衍射多束光干涉與衍射疊加效應(yīng)——光柵一束光的子波本章小結(jié)單縫衍射的明暗條件單縫衍射的條紋寬度（中央明條紋）衍射角不同的各平行衍射光束在接收屏上便形成衍射圖樣。aP衍射角P12本章小結(jié)單縫衍射的明暗條件單縫衍射的條紋寬度（中央明條紋）衍光柵的衍射條紋是單縫衍射與多光束干涉的綜合結(jié)果?！鈻欧匠蹋ㄖ鳂O大）——暗紋（極?。┰趦蓚€(gè)相鄰主極大之間共有N–1

條暗紋相鄰主極大之間共有N–2條次級明紋.光柵衍射的缺級：03光柵的衍射條紋是單縫衍射與多光束干涉的綜合結(jié)果?！鈻欧匠蘕射線衍射布拉格公式:2dsin=k,k=1,2,3….瑞利判據(jù)光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng):最小分辨角：ID**S1S2oD:晶面間距（晶格常數(shù)）:掠射角

光柵的分辨本領(lǐng)：4X射線衍射布拉格公式:2dsin=k,例1：在單縫夫瑯和費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，將單縫寬度稍微變寬，同時(shí)使單縫稍微向上平移，則屏幕上的中央衍射條紋將（A）變窄，同時(shí)向上移；（B）變窄，同時(shí)向下移；（C）變寬，不移動(dòng)；（D）變窄，不移動(dòng)。提示：中央衍射條紋角寬度a變寬，條紋變窄?？p動(dòng)不引起條紋動(dòng)。（D）5例1：在單縫夫瑯和費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，將單縫寬度稍微變寬，同時(shí)使單例2：在光柵衍射中，若保持光柵常數(shù)不變，而使每縫的寬度略微縮小，則（A）單縫衍射的中央明紋區(qū)變寬，其中所包含的主極大數(shù)目減少；（B）單縫衍射的中央明紋區(qū)變窄，其中所包含的主極大數(shù)目減少；（C）單縫衍射的中央明紋區(qū)變寬，其中所包含的主極大數(shù)目增多；（D）單縫衍射的中央明紋區(qū)變窄，其中所包含的主極大數(shù)目增多；（C）提示：a，條紋。,k。6例2：在光柵衍射中，若保持光柵常數(shù)不變，而使每縫的寬度略微縮例3：在夫瑯和費(fèi)單縫衍射中，若縫寬增大一倍，則原來第二級明紋處將是第____級____紋？解：

二級明紋滿足增大縫寬:呈現(xiàn)為第五級暗紋.5暗7例3：在夫瑯和費(fèi)單縫衍射中，若縫寬增大一倍，則原來第二級明紋例4.一平面光柵,每厘米有2500條刻痕,現(xiàn)有波長范圍為400nm—700nm的復(fù)色光垂直照射光柵平面,求:(1)光柵光譜第一級的角寬度(弧度);(2)光譜第二級與第三級是否重疊?(3)若第4級缺級,則縫寬a至少為多少?解:(1)第一級光譜中紫光的衍射角1和紅光的衍射角2分別滿足以下兩式由此求得第一級光譜的角寬度為8例4.一平面光柵,每厘米有2500條刻痕,現(xiàn)有波長范圍為可見故第二,三級光譜重疊.

(3)由缺級公式:當(dāng)?shù)谒募壢奔墪r(shí),可取以下數(shù)值取時(shí),a的值最小,為

(2)第二級光譜中紅光的衍射角2滿足:第三級光譜中紫光的衍射角3滿足:9可見故第二,三級光譜重疊.(3)由缺級公式:當(dāng)?shù)谒募壢奔壚?.

有一雙縫,兩縫中心間距d=0.24mm,兩縫寬度均為a=0.08mm,用波長=480nm的平行光垂直照射雙縫,縫后放一個(gè)焦距f=2.0m的會(huì)聚透鏡,求:(1)在透鏡焦平面的屏上,雙縫干涉條紋的間距x;(2)單縫衍射的中央明紋范圍內(nèi),干涉主極大的數(shù)目N.解:(1)條紋間距(2)由缺級條件公式:可見,干涉的第三級亮條紋位于單縫的第一級衍射極小處,所以有0,1,2,共五條干涉明紋.或由10例5.有一雙縫,兩縫中心間距d=0.24mm,兩縫光柵的分辨本領(lǐng)又稱為色分辨本領(lǐng),用R表示,定義為根據(jù)瑞利準(zhǔn)則波長+的第k級明紋與波長的k'+1級暗紋相重合,即+同時(shí)可得光柵的分辨本領(lǐng)色散本領(lǐng)只反映譜線主極大中心分離的程度，11光柵的分辨本領(lǐng)又稱為色分辨本領(lǐng),用R表示,定義為根據(jù)瑞利準(zhǔn)則與光柵縫數(shù)N

無關(guān)有

光柵的色散本領(lǐng)把不同波長的光在譜線上分開的能力角色散本領(lǐng)色散本領(lǐng)：波長

的譜線，衍射角波長為的譜線，衍射角為

，設(shè)：由12與光柵縫數(shù)N無關(guān)有光柵的色散本領(lǐng)把不同波長的光在譜線上分#1b1202017b黃光垂直照射到一個(gè)衍射光柵上。光柵后面的屏幕上可以看到衍射圖樣由5個(gè)黃色斑點(diǎn)組成，分別在0°、15°和30°的方向。我們現(xiàn)在在黃光源上加上同樣強(qiáng)度的紅色光源，以下哪個(gè)描述是正確的：大約15°方向上黃、紅點(diǎn)的距離較大大約30°方向的黃、紅點(diǎn)的距離較大明紋的級次越高，黃、紅點(diǎn)之間的距離越小明紋的級次越高，黃、紅點(diǎn)之間的距離越大不論哪個(gè)方向，黃、紅點(diǎn)之間的距離是一樣的}}比較這兩個(gè)距離13#1b1202017b黃光垂直照射到一個(gè)衍射光柵上。光柵后面例:有兩光柵,光柵A的dA=2m,光柵寬度WA=NAdA=4cm，另一光柵B

的dB=4m,光柵寬度WB=10cm,現(xiàn)有波長為500nm和500.01nm的平面波垂直照射這兩塊光柵，選定在第二級工作。試問：這兩塊光柵分別將這兩條譜線分開多大的角度？能否分辨這兩條譜線？解：由光柵公式求第二級對應(yīng)的衍射角光柵A光柵B14例:有兩光柵,光柵A的dA=2m,光柵寬度WA=NAdA=雖然光柵B將這兩條譜線分開的角度小于光柵A的,但B光柵恰能分辨這兩條譜