§2.4 平面衍射光栅.pptVIP

* §2.4 平面衍射光栅 一、衍射光栅 1、定义：任何具有空间周期性的衍射屏都可以叫做衍射光栅。 2、分类： 二、平面衍射光栅的强度公式 图 5.1 光栅衍射 1、实验示意图 设光栅各透光缝的宽度都等于b 相邻两缝间不透明部分的宽 度都等于 a ——光栅常数 2、平面衍射光栅的强度公式 取其中任一项积分 （2） （1） 将各项相加 P点处的合振动的振幅为 （3） 式中 P点处的合振动的光强为 三、平面衍射光栅的强度分布（图样） —单缝衍射因子; —缝间干涉因子; （4） （5） （6） 1、缝间干涉因子的特点和作用 (1) 主极大条纹的位置和强度----光栅方程。图4.2(b) 主极大条纹的位置—光栅方程 （2）最小值（零点）的位置和此极大的数目. （9） （8） （7） （3）主级大的半角宽度 （9） （10） 2、单缝衍射因子的特点和作用 （1）单缝衍射因子 （11） （3）谱线的缺级： 所以缺级的次数 （2）单缝衍射因子对缝间干涉图样的调制作用。如图4.2(c)所示 （ 同时保证取整数） （12） （13） 将主极大的位置（即光栅方程） 代入（6）式 -2 -1 0 1 2 (a) 单缝衍射 (b) 多缝干涉 图 4.2 光栅衍射的光强分布 (c) 光栅衍射 (a) N=5 (b) N=20 3、衍射花样的强度分布具有如下一些特征 ?(1) 多缝衍射的花样中出现一系列新主极大和次极大。 (2)主极大的位置与缝数N无关，但随着光栅缝数N的增加，屏上主极大条纹愈来愈细，也愈来愈亮。 (3)相邻主极大之间有N-1条暗纹和N-2个次极大。 (4) 强度分布中保留了单缝衍射的因子，那就是曲线的包迹(即外部‘轮廓”)与单缝衍射强度曲线形式一样。 光栅衍射是衍射和干涉的综合结果。实际上，光栅中每一缝都将按单缝衍射规律对入射光进行衍射。但是各单缝发出的光是相干光。因此，又发生干涉，结果形成不同于单缝的光栅衍射规律和相应衍射图样。 四、双缝及单缝衍射 1、双缝光强分布。 N=2 （15） 2、单缝衍射，N=1 （14） 五、光束倾斜入射到光栅 图4.4 （15） “同正异负” 六、光栅光谱 图4.5 衍射光谱。V表示紫光，R表示红光 1、同级次主极强位置随λ的变化 2、同级光谱的角距离 （15） 光栅的一个主要用途就是分光，形成光谱,用于光谱分析 （15） 七、闪耀光栅 图4.6 闪耀光栅 （1）单槽面衍射的显著衍射的零级主极大出现在几何光学的反射光方向，光程差等于零。 （2）槽间干涉的各级主极大的位置并不受到刻痕形状的影响 （16） 在几何光学的反射方向 *