大学物理第6章-光衍射.pptVIP

光的衍射(绕射) (Diffraction of Light); 6.4 光的衍射 ( diffraction of light );6.4.2惠更斯-菲涅耳原理(Huygens-Fresnel principle);(4); 6.5 夫琅禾费单缝衍射 (Diffraction by single slit );6.5.2用菲涅耳半波带分析夫琅禾费单缝衍射图样;中央零级明纹区域:;B;;(10);2.衍射条纹宽度(fringe width);其它明纹:;1)缝宽 a 对条纹影响;2) 波长对条纹宽度的影响 ;5)单缝上下移动对条纹分布无影响;光的干涉与衍射一样，本质上都是光波相干叠加的结果。 干涉与衍射的不同点： （1）干涉是指有限个分立的光束的相干叠加， 衍射则是连续的无限个子波的相干叠加。 （2）衍射强调的是光线偏离直线而进入阴影区域; 干涉强调的是不同光束相互影响而形成相长 或相消的现象.;例12:单缝夫琅禾费衍射,己知:a=0.3mm, f=12.62cm 第五级暗纹之间距离L=0.24cm; 求: 1) ? , 2) k=5的暗纹对应的半波带数。;例13: 单缝衍射,己知:a=0.5mm, f=50cm 白光垂直照 射,观察屏上x=1.5mm处为明条纹,求1) 该明纹对 应波长? 衍射级数? 2) 该条纹对应半波带数? （可见光波长4000?-6200?）;6.6 夫琅禾费圆孔衍射 光学仪器的分辨本领 (Fraunhofer diffraction by circular hole and resolving power of optical instrument);圆孔夫琅禾费衍射;6.6.2 光学仪器的分辨本领(resolving power);(21);瑞利判据(Rayleigh criterion):如果一物点在像平面上形成的爱里斑中心, 恰好落在另一物点的衍射第一级暗环上, 这两个物点恰能被仪器分辨。;例14: 在通常亮度下,人眼的瞳孔直径约3mm,人眼最敏感的波长为550nm(黄绿光), 求: 1)人眼的最小分辩角? 2)在明视距离(250mm)或30m处, 字体间距多大时人眼恰能分辩?;引言：对于单缝： 若缝宽大，条纹亮，但条纹间距小，不易分辨 若缝宽小，条纹间距大，但条纹暗，也不易分辨 因而利用单缝衍射不能精确地进行测量。 问题：能否得到亮度大，分得开，宽度窄的明条纹？ 结论：利用衍射光栅所形成的衍射图样——光栅光谱 应用： 精确地测量光的波长； 是重要的光学元件，广泛应用于物理，化学，天文，地质等基础学科和近代生产技术的许多部门。 ;6.7.1 光栅(grating);光栅衍射;1. 双缝衍射条纹的形成;;双缝衍射;;5条缝的光栅衍射(N=5,d=3a);2.明纹条件;讨论:;3.暗纹条件;例:设N=4, 每个缝衍射 光的振幅相等为E0(?) ;;(36);4.缺级(missing order):;缺级的定量计算:;;3) N 对条纹的影响;例15: 激光器发出红光: ?=6328? 垂直照射在光栅上, 第一级明纹在38o 方向上,求:1) d ? 2)第三级的第1 条缝与第7条缝的光程差? 3)某单色光垂直照射此 光栅,第一级明纹在27o 方向上, 此光波长为多少?;6.7.3 光栅光谱(grating spectrum)(又叫衍射光谱) ;(43);例16: 波长为 l1 = 5000?和l2= 5200? 的两种单色光 垂直照射光栅,光栅常数为0.002cm, f = 2 m, 屏在透镜焦平面上。求(1)两光第三级谱线的距离;(2)若用波长为4000??7000? 的光照射,第几级谱线将出现重叠; (3)能出现几级完整光谱？;当 k = 2,;斜入射的光栅方程补充;例17: 每厘米有5000刻痕的平面透射光栅, 观察钠 黄光(5893?), 1)光线垂直入射时第三级谱线衍 射角为多大? 最多可以看到几级条纹? 2)光线 以30o 角入射时最多可以看到几级?;2)由斜入射的光栅方程:;6.7.4 光栅的分辨本领;?的第k 级主极大的角位置:;例18:设计一光栅,要求1)能分辩钠光谱的5.890?10-7m 和5.896?10-7m 的第二级谱线; 2)第二级谱线衍射角 ? = 30o ; 3)第三级谱线缺级。 ;3