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第十七章 波动光学 §6.光的衍射 二. 惠更斯——菲涅耳原理 三.衍射的分类 §7.单缝衍射 三.理论分析(菲涅耳半波带法) 半波带法 半波带法(续) 5.结论 (5)其它明纹角宽度 (8)缝宽变化对条纹的影响 四.旋转矢量法分析光强 旋转矢量法(续) 旋转矢量法(续) 讨论: 超越方程的解 (4)光强 例题1 例题2.P138 §8.圆孔衍射 光学仪器的分辨率 二.光学仪器的分辨率 4.瑞利判据 5.分辨本领 例题3. 例题4.P142 §.9衍射光栅 3. 既考虑干涉又考虑衍射 二. 光栅 三. 光栅衍射 暗纹条件： 主极大的半角宽度 2.光栅衍射 例如 N = 4, d = 4a (2)缺级现象 4.光线斜入射时的光栅方程 例如 例题5. 四.衍射光谱 例题6.P147 §10 X射线的衍射 三. X射线在晶体上的衍射 布喇格公式 I单 sin? 0 I0单 -2 -1 1 2 (? /a) I N2I0单 sin? 0 4 8 -4 -8 (? /d ) 单缝衍射 轮廓线 光栅衍射 光强曲线 N = 4 d = 4a (1) 各主极大受到单缝衍射的调制 因此,光栅衍射是多光束干涉与单缝衍射的乘积. 下页 上页 结束 返回 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 下页 上页 结束 返回 衍射暗纹位置: 时, ，出现缺级。 干涉明纹缺级级次 干涉明纹位置： 两者重合时出现缺级. (3) d、a、N对条纹的影响 a变小,中央衍射区变宽,d变化引起所缺级次变化,狭缝数N变大,干涉条纹变细,变亮. 下页 上页 结束 返回 k=1 k=2 k=0 k=4 k=5 k=-1 k=-2 k=-4 k=-5 k=3 k=-3 k=6 若： ， k=-6 缺级： k = 3,6,9,... 缺级 光栅衍射 第三级极 大值位置 单缝衍射 第一级极 小值位置 下页 上页 结束 返回 d sin? 光栅 观察屏 L o P f ? i d sin i λ i和? 的符号规定: n ? 0 i 0 入射光 衍射光 (法线) 光栅 （+） （-） k确定时，调节i，则? 相应改变. 光程差： 明纹条件: 下页 上页 结束 返回 令 k=0 改变相邻入射光的相位差??，即可改变0级衍射光的方向 由 得 下页 上页 结束 返回 每厘米有5000条缝的衍射光栅,观察钠光谱(λ=5900?).(1)光线垂直入射,可看到第几级谱线,几条条纹;(2)若光线以i=30o角入射,最多可看到第几级谱线,几条条纹. 解:(1)光栅常数为 由光栅方程 取θ=90o,求最大k 最多能看到第3级谱线,共有0, ±1, ±2, ±3等7条条纹. (2)斜入射 取θ=90o, i=30o 取θ= ?90o, i=30o (取k=1) 可看到第5级谱线,共有 -5, -4, -3, -2, -1, 0, +1等7条条纹 下页 上页 结束 返回 0级 1级 2级 -2级 -1级 (白) 3级 -3级 白光的光栅光谱 由光栅公式 除k = 0 外,其它级次条纹位置 θ ? ? 若用白光照射光栅,中央仍为白光,其它各级则按波长顺序排开,成为光谱.不同级次谱线有可能重合. 下页 上页 结束 返回 用白光垂直照射在每厘米有6 500条刻线的平面光栅上,求第三级光谱的张角. 解:白光波长范围:λ1 =400nm ~ λ2=760nm 已知光栅常数 设第三级(k=3)对应λ1和λ2的衍射角分别为 θ1=51.26° 说明θ2并不存在 第三级谱线并不完整.设出现的最大波长为λ? 因此,第三级谱线只出现紫、蓝、青、绿等色光. 下页 上页 结束 返回 一. X 射线的产生 X射线 准直缝 晶体 · · · · 劳厄斑 证实了X射线的波动性 二.劳厄（Laue）实验（1912） - K A X射线 X射线管 + X射线λ:10-1~10-2? K为热阴极,发射电子 A为靶,发射电磁波(X射线) ? ? ? ? ? ? 劳厄斑 下页 上页 结束 返回 * §6.光的衍射 §7.单缝衍射 §8.圆孔衍射 §9.衍射光栅 §10 X射线的衍射 菲涅耳 下页 上页 结束 返回 一.光的衍射现象 1.现象: * S 衍射屏 观察屏 a ? ? ? 10 - 3 a 2.定义: 光在传播过程中能绕过障碍物的边缘而偏 ? * S 衍射屏 观察屏 L? L 离直线传播的现象 下页 上页 结束 返回 表述: 波