衍射光栅衍射.pptVIP

在O点上方观察到的最高级次设为k1，取θ=90°，得在O点下方观察到的最高级次设为k2，取θ=-90°，得取k1=1.取k2=-5.所以斜入射时总共也观察到7条明纹.但最高级次为5.*第30页，共42页，星期日，2025年，2月5日*第1页，共42页，星期日，2025年，2月5日广义地,任何具有空间周期性的结构,都可作为光栅.分类:透射光栅、反射光栅、阶跃光栅、全息光栅…作用:色散(分光),光谱分析研究.2.光栅衍射图样的形成光栅衍射图样是由来自每一个单缝上许多子波以及来自各单缝对应的子波相干叠加而形成。因此，它是单缝衍射和多缝干涉的总效果。*第2页，共42页，星期日，2025年，2月5日光栅衍射图样的形成1)单缝的夫琅和费衍射图样与缝在垂直于透镜L的光轴方向上的位置无关。衍射角相同的光线，会聚在接收屏的相同位置上。Oa?Oa?换句话说，单缝的夫琅和费衍射图样，不随缝的上下移动而变化。*第3页，共42页，星期日，2025年，2月5日abqd=a+bqxf0屏衍射角dsinq2)多缝干涉若干平行的单狭缝所分割的波面具有相同的面积。各狭缝上的子波波源一一对应，且满足相干条件。相邻狭缝对应点在衍射角?方向上的光程差满足：(a+b)sin?=k?k=0,±1,±2,±3···则它们相干加强，形成明条纹。狭缝越多，条纹就越明亮。多缝干涉明条纹也称为主极大明条纹*第4页，共42页，星期日，2025年，2月5日相邻两缝对应子波，到达屏上的相位差φ=2?/?·（a+b)·sin?=2k?,k=0,±1,±2···第k级主极大明条纹，对应的相邻两振幅矢量相位差为：φk=2k?。同理,第k+1级主极大对应φk+1=2(k+1)?在φkφφk+1这种情况下，N个狭缝对应的合成振幅矢量?Ai的变化，用N=6为例来说明：A1A2A3A4A5A6*第5页，共42页，星期日，2025年，2月5日所以，在第k级主极大明条纹与第k+1级主极大明条纹间有（N-1)个暗条纹，它们对应的相位差和光程差分别为：(a+b)·sin?=k′?/N,k′=±1,±2···±(N-1)±(N+1),±(N+2),…在相邻暗条纹之间必定有明纹，称为次极大。相邻主极大之间有(N-2)个次极大。当N很大时，在主极大明条纹之间实际上形成一片相当宽阔的暗背底。N=2N=6φ=2?/?·（a+b)·sin?=k′2?/N,k′=±1,±2···*第6页，共42页，星期日，2025年，2月5日3)综合光栅衍射图样是由来自每一个单缝上许多子波以及来自各单缝对应的子波相干叠加而形成。因此，它是单缝衍射和多缝干涉的总效果。也即，光栅衍射图样是多光束干涉光强分布受单缝衍射光强分布调制的结果。*第7页，共42页，星期日，2025年，2月5日衍射角满足主极大的条件,称为光栅方程.垂直入射时:(a+b)sin?=k?k=0,±1,±2,±3···二.光栅方程abqd=a+bqxf0屏G(光栅)衍射角dsinq*第8页，共42页，星期日，2025年，2月5日φxf0A.θBC..问：若斜入射，则如何？(见教材P50~例23.6)*第9页，共42页，星期日，2025年，2月5日k=±1,±2,···#缺极时衍射角同时满足：a·sin?=k?(a+b)·sin?=k?即缺极条件：k就是所缺的级次.三.缺级现象及其条件主极大位置由于同时满足衍射极小而使该处光强为零的现象,叫做缺级.*第10页，共42页，星期日，2025年，2月5日k=1k=2k=0k=4k=5k=-1k=-2k=-4k=-5k=3k=-3k=6k=-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*第11页，共42页，星期日，2025年，2月5日四.对光栅衍射图样的几点讨论①条纹特点:细锐、明亮.——光谱线.(I正比于N2;(N-1)个极小,(N-2)个次极大.)②光栅光谱——按波长排列的谱线.复色光入射,不同波长的主极