大学物理课件13光的衍射幻灯片.pptVIP

2.夫朗和费衍射：光源和显示屏与衍射孔(缝)相距为无限远(入射和衍射光都是平行光,一般通过透镜实现) 菲涅耳假定：波在传播时，从同一波阵面上各点发出的子波，经传播而在空间某点相遇时，产生相干叠加 　 一、实验装置 　 §13-3 光学仪器的分辨率 §13-4 衍射光栅 二、光栅衍射图样的形成 一、x 射线 三、光线斜入射 相邻两缝光线的光程差 斜入射时的光栅方程为 §13-4 衍射光栅 四、光栅光谱 复色光入射时，除中央明纹外，不同波长的同级明纹以不同的衍射角出现 ----光栅光谱 一级光谱 二级光谱 三级光谱 §13-4 衍射光栅 [例2]双缝缝距d=0.40mm, 两缝宽度都是a=0.08mm，用波长?=4800?的平行光垂直照射双缝, 在双缝后放一焦距f =2.0m的透镜, 求:(1)在透镜焦平面处的屏上，双缝干涉条纹的间距?x; (2)在单缝衍射中央亮纹范围内的双缝干涉亮纹数目 解： (1)对双缝干涉第 k 级明纹有 §13-4 衍射光栅 第 k 级明纹在屏上的位置 §13-4 衍射光栅 (2) 即在单缝衍射中央明纹范围内出现双缝干涉明纹的级次为 即明纹级数为-4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4 §13-4 衍射光栅 [例3]一平面透射光栅，在1mm内刻有500条纹。现用?=0.59×10-3mm钠光谱观察。求(1)光线垂直入射时,最多能看到第几级光谱？(2)光线以300角入射时，最多能看到哪几条光谱? 解： (1)光栅常数为 §13-4 衍射光栅 当 时，k最大 取整，即最多能看到第三级光谱 (2) §13-4 衍射光栅 入射线与衍射线同侧时 取整，最多能看到第五级光谱 §13-4 衍射光栅 入射线与衍射线异侧时 取整，只能看到第一级光谱 即共可看到 -1, 0,1,2,3,4,5七条光谱 §13-4 衍射光栅 [例4]波长为7000?的单色光，垂直入射在平面透射光栅上，光栅常数为3×10-4 cm，缝宽为10-4cm。求(1)最多能看到第几级光谱?(2)哪些级出现缺级现象? 解: (1) 时 取整，即最多可看到第四级光谱 §13-4 衍射光栅 (2)满足 时缺级 又 时缺级 即光屏上实际呈现级数对应于-4, -2, -1, 0, 1, 2, 4，共七条 §13-4 衍射光栅 §13-5 x 射线衍射 德国物理学家伦琴1895年11月发现 12月22日伦琴为夫人的手拍下了第一张 x 光照片 1901年伦琴获第一个诺贝尔物理学奖 §13-5 x 射线衍射 * 第十三章 光的衍射 * §13-1 光的衍射现象 惠更斯-菲涅耳原理 §13-2 单缝夫朗和费衍射 §13-3 光学仪器的分辨率 §13-4 衍射光栅 §13-5 x 射线衍射 衍射现象：波偏离直线传播的现象 §13-1 光的衍射现象 惠更斯—菲涅耳原理 一、光的衍射现象 §13-1 光的衍射现象 §13-1 光的衍射现象 二、分类 1.菲涅耳衍射: 光源和显示屏中的一个或两个与衍射孔(缝)相距为有限远 光源 显示屏 孔(缝) §13-1 光的衍射现象 §13-1 光的衍射现象 三、惠更斯－菲涅耳原理 ----惠更斯－菲涅耳原理 §13-1 光的衍射现象 §13-2 单缝夫朗和费衍射 §13-2 单缝夫朗和费衍射 二、衍射图像的分布规律 λ 2 λ 2 λ 2 λ 2 §13-2 单缝夫朗和费衍射 ----菲涅耳波带法 (1) BC=asin? =2(l /2) ---- 2个波带 A0和0B波带上对应点发出的子波到达P点时的位相差为?，相互干涉抵消 ----P点为暗纹 (2) BC=asin?=3(l /2) ---- 3个波带 有一个波带未被抵消 ----P点为明纹 §13-2 单缝夫朗和费衍射 (3)BC=asin? =n(l /2) ---- n个波带 n为偶数：成对干涉抵消 ----暗纹 n为奇数：剩一个波带未被抵消 ----明纹 ----明纹 ----暗纹 §13-2 单缝夫朗和费衍射 (4)asin? 不等于l/2的整数倍时, 光强介于最明与最暗之间 (1)中央明纹：两个第一级暗纹中心间的明纹 半角宽 讨论： 线宽度 §13-2 单缝夫朗和费衍射 (2)其它相邻明(暗)纹的间距是中央亮纹宽度的一半 (3)l 变化则衍射位置变化；l一定时，a越小，衍射作用越明显 §13-2 单缝夫朗和费衍射 (4)中央明区最亮，随级数增大，亮度迅速减小 §13-2 单缝夫朗和费衍射 [例1]单缝衍射实验中，透镜焦距f=0.5m，入射光波长?=5000?，缝宽a=0.1mm。求(1)中央明纹宽度; (2)第一级明纹宽度 解： (1)中央明纹宽度 §13-2 单缝