第2章 节 光的衍射 光学基础 课件 （第四版，姚启钧）.pptVIP

2.6.3、衍射图样的光强分布 由 （1）单缝衍射中央最大值的位置： (2) 单缝衍射最小值的位置： ) ( sin sin ) ( u 0 sinu k b k k d k k l q p q l p = ? = = ? = sinu = 0??? ??0 = 0 0 sin ) ( 0 0 ? = u b q l p ? í ì = = = u u u du d I du dI = u u tan 0 sin 0 ) sin ( 2 2 0 得 I=I0＝A02 I=0 （3）单缝衍射次最大值的位置： ?sinθ10 =±1.43 ≈± sinθ20=±2.46 ≈± sinθ30=±3.47 ≈± …… sinθk0=± k0 = 1,2, ? ? t y ü = = u y u y tan ? …… p p p p 48 . 4 4 . 3 46 . 2 43 . 1 0 4 3 2 1 ± ± ± ± u u u u u 2b 3l 2b 5l 2b 7l 令： I0＝ A02 ＝1 则可由 Ip ＝Ap2＝A0 2 得： A12＝0.0451 A22＝0.0162 A32＝0.0083 A42＝0.0050 A52＝0.0034 A62＝0.0024 A72＝0.0018 ? ? 2.6.4、单缝衍射图样的特点 （1）条纹为平行缝的直线 （2）最大值光强不相等、 中央最大、其余皆小 ， I10 5% I0 ． （3）角宽度： 　　　 　　线宽度： （4）暗纹等间距，亮纹（次最大）不是等间距 （5）白光作光源：中央白色，边缘为彩色 （6） （7） 2.7 夫琅禾费圆孔衍射 一、装置： 二、结果： 　　以中央亮斑为心 　的一组明暗相间的 　同心圆环。 圆孔艾里 三、光强分布： （1）中央最大值位置： （2）最小值位置： （3）次最大的位置； 　　　　　　　　　　　　　　　　　 中央亮斑的光强占总光强的84%,其余光强共占16％ ． 　? ? 　? ? 四、讨论： ①艾里斑（中央亮斑）的半角宽度： ② 艾里斑的线半径： 　③ 当　　　 即　　　 时,衍射现象可略 去→几何光学 　 　　　　衍射现象越显著。 　　　 这和单缝衍射时　　　　 很相似。 f f f an f l ￠ = D ￠ ? ￠ ? ￠ = D D 22 . 1 sin t 1 1 l q q q b 1 l q = D 双圆孔衍射 —-杨氏干涉。 ④ 圆孔的衍射花样只取决于圆孔的直径，而与圆孔的位置是否偏离主轴无关。 ⑤ 可用圆孔衍射检验透镜质量。 ①. 透射光栅 2.8 平面衍射光栅 光栅定义 种类： 反射光栅 ②. 平面光栅，凹面光栅； ③. 黑白光栅，正弦光栅； ④. 一维光栅，二维光栅，三维光栅。 性质： 是一种分光装置。 用途：形成光谱。 2.8.1. 实验装置和现象的定性分析 1.实验装置： b：各缝的宽度. a：缝间不透明 部分的宽度. ???d＝a+b：光栅常量. 它反映光栅的空间周期性。 1/d： 光栅密度.它表示每毫米内有 多少狭缝。 2.衍射图样的强度分布特征： ⑴. 有一系列的主最大和次最大；单缝只有一个主最大。 ⑵. 主最大的位置与缝数N无关， 但它们的宽度∝ （相对）强度∝ N 2 。 ⑶. 相邻主最大之间有N-1条暗纹和N-2个次最大. ⑷. 强度分布中保留了单缝衍射的因子 ——曲线的包迹（外包络线）与单缝衍射强度曲线形式一样. 3．对衍射图样的定性分析： ⑴.单缝衍射：每个缝均发生衍射，且衍射 分布相同，遵循： ⑵.多光束干涉：同一束光被缝分成多束，从每个缝中透出的是相干光，在相遇点相干叠加，N束 同振幅相干光的光强为： ⑶. 光谱线：衍射花样的极大值（明纹或亮线）。照射光有不同成分时能显示其组成。