2光的衍射.ppt

· Ep Ap ? ? R N? o R N为缝数 讨论： （1）、 E 1 E 2 E 3 E N E 为明纹位置 （2）、 E 1 N E E 2 E 3 ? 为暗纹位置 为暗纹位置 为亮纹位置 相邻亮纹间有N-1个暗点， sin? 0 -3 (?/d) 光强 -2 1 2 3 -1 如图为四缝干涉 问题：为何暗区很宽，亮纹很窄？ 主极大 极小值 k 1 N ( ) 个极小 1 N ( ) 个极小 k = 1 k = 2 一级极大 二级极大 在 k = 1 k = 2 , 两级极大值之间，布满了 1 N ( ) 条暗纹，所以暗区很宽。 缝数N 越多，暗区越宽，亮纹越窄。 1 = 1， 2， 3， ... N ( ) 1 N ( ) + N 1 N ( ) 2 N ( ) + , , , , , N ... , , 2 2 1 N ( ) + 2 , ... 0 二. 光栅衍射 a b + ? 光栅干涉时，透过每个小孔的 一束光线由无数根光线组成 由透过每个小孔的无数 根光线衍射迭加组成 x f O （1）、O处： 且 为最大，故最亮 （3）、若在衍射角为?处： 但 （2）、在衍射角为?处： 因为： 即光栅衍射中各级明纹中心强度为单缝衍射在该处光强的 倍 例如： 级缺级 衍射减弱： 干涉加强 干涉的第K级缺级 级缺级 sin? 0 I单 I0单 -2 -1 1 2 (?/a) 单缝衍射光强曲线 I N2I0单 0 4 8 -4 -8 sin? (?/d) 单缝衍射 轮廓线 光栅衍射 光强曲线 sin? N2 sin2N?/sin2? 0 4 -8 -4 8 (?/d) 多光束干涉光强曲线 缺-4级 缺4级 光栅衍射是单缝衍射和缝间光线干涉两种效应的叠加，亮纹的位置决定于缝间光线干涉的结果。 极小值 次极大 主极大 亮纹 ( ) 包络线为单缝衍射 的光强分布图 k=1 k=2 k=0 k=4 k=5 k=-1 k=-2 k=-4 k=-5 k=3 k=-3 中 央 亮 纹 k=6 k=-6 缝数 N = 5 时光栅衍射的光强分布图 缺级 a b + = 1 + 10 2 5000 = 2 + 10 6 m λ sin ? ( ) a b + k = = + 5.893 10 2 + 10 6 7 ~ ~ 3 [ 例1 ] 用每厘米有5000条的光栅，观察 钠光谱线， λ = 5893 A 0 = sin ? 1 当 时， k 有最大值。 最多能看到3级条纹。 ( ) a b + sin ? λ = k 1. 由光栅公式； 问：1. 光线垂直入射时；2. 光线以30度角 倾斜入射时，最多能看到几级条纹？ λ = k θ = ( ) a b + sin φ ( ) a b + sin + = θ ( ) a b + sin + ( ) sin φ θ ( ) a b + sin + ( ) sin φ φ = 30 0 在进入光栅之前有一附加光程差AB，所以： 光栅公式变为： = k θ ( ) a b + sin + ( ) sin φ λ ~ ~ 5 AB BC + δ = 2. 倾斜入射 θ x f 0 屏 A B C φ 例：双缝 的平行光入射透镜， 求 （1）、单缝衍射第一、二暗纹位置； （2）、双缝干涉第一至第四级明纹位置。 x f O θ 缺级 * §12.2 光的衍射（Diffraction of light） §12.2.1 衍射现象、惠更斯——菲涅耳原理 §12.2.2 单缝的夫琅禾费衍射、半波带法 §12.2.3 光栅衍射 §12.2.4 光学仪器的分辨本领 §12.2.5 X 射线的衍射 §12.2.1 衍射现象、惠更斯——菲涅耳原理 一. 光的衍射 1.现象: * S 衍射屏 观察屏 a ? ? ? 10 - 3 a ? * S 衍射屏 观察屏 L? L 缝较大时， 光是直线传播的 缝很小时， 衍射现象明显 阴 影 屏幕 屏幕 2.定义: 光在传播过程中能绕过障碍物 的边缘而偏离直线传播的现象 3. 分类: S * 夫朗和费衍射 衍射屏 接受屏 (2)夫朗和费衍射 距离都为无限远时的衍射。即照射在衍射屏上的光和离开衍射屏的光都为平行光（远场衍射)。 衍射屏离光源和接受屏 (1)费涅耳衍射 离衍射屏的距离其中一个为有限远时的衍射（近场衍射). 衍射屏离光源的距离或接受屏 S * 费涅耳衍射 衍射屏 接受屏 二. 惠更斯——菲涅耳原理 菲涅耳补充：衍射时，波场中各点的强