12-4 光栅衍射.pptx

第1页：光栅衍射

光栅衍射

第2页：干涉加强

干涉加强

(明纹)干涉减弱(暗纹)杨氏双缝干涉：•屏幕中央（k= 0）为中央明纹;其中k称为条纹的级数•中央明纹两侧对称分布着明暗条纹；•各级明条纹强度相同；•明暗条纹等间距

第3页：夫琅禾费单缝衍射方程

夫琅禾费单缝衍射方程

是极小值，对应暗条纹的中心，I=0是其它极大值，强度不为零，但比I0小的多。

K=0,是中央主极大值，对应中央明条纹，强度中央为亮条纹，两侧对称分布着明暗相间的条纹！

夫琅禾费单缝衍射

第4页：光栅衍射（续1）

光栅衍射（续1）

光栅

由大量等宽，等间距的平行狭缝所组成的光学元件

ϕObPϕ（由空间周期性的透明光屏）狭缝宽度：b；遮光部分宽度：b’缝的数目：N；光栅宽度：C=Nd12-4光栅衍射

第5页：实验现象

实验现象

ϕObPϕ一、

1、衍射条纹主极大：强度很大的亮条纹；衍射条纹次极大：强度不大的亮条纹；衍射条纹极小值：强度为零的暗条纹

• 2、主极大的位置与N无关，但它们的宽度随着N的增大而减小，其强度正比于N2
• 3、主极大的强度受衍射条纹的调制
• 二、衍射光栅的强度分布：1、N束光干涉：2、夫朗禾费单缝衍射：干涉因子衍射因子

第6页：光栅方程

光栅方程

理论和实验证明

光栅的狭缝数越多，条纹越明亮；光栅常量越小，条纹间距越大，条纹越细

• 三、衍射花样：1、干涉：ϕObPϕ主极大明纹的位置，强度：，对应K=0,为零级主极大，又称中央明纹

相邻主极大之间的间距

光谱的级数

第7页：衍射花样

衍射花样

衍射

各个缝的单缝重合

• 3、缺级：按多缝干涉应出现明纹处，由于衍射效应反成为暗纹的现象

缺掉第K级主极大

第8页：宽度范围内的亮条纹的条数

宽度范围内的亮条纹的条数

单缝

双缝：单缝衍射中央明纹

第9页：光栅的应用

光栅的应用

• 1、若已知衍射角ϕ和可计算波长λ
• 2、进行光谱分析

第10页：例1：波长为500nm和520nm

例1：波长为500nm和520nm

例1：波长为500nm和520nm的两种单色光同时垂直入射在光栅常数为0.002cm的光栅上，紧靠光栅后用焦距为2米的透镜把光线聚焦在屏幕上。

求这两束光的第三级谱线之间的距离。

解：fx2x1

第11页：例2：.用波长为λ=600

例2：.用波长为λ=600

例2：.用波长为λ= 600 nm的单色光垂直照射光栅，相邻两明纹分别出现在sinθ= 0.20和sinθ= 0.30处，第四级缺级。

计算（1）光栅常数；（2）狭缝的最小宽度；（3）列出全部条纹的级数。

解：（1）光栅方程