桂電大物AII重修衍射ppt課件

1、圓孔衍射圓孔衍射單縫衍射單縫衍射PH*SG*S光的衍射景象：光的衍射景象：夫夫 瑯瑯 禾禾 費(fèi)費(fèi) 衍衍 射射光源、屏與縫相距無限遠(yuǎn)光源、屏與縫相距無限遠(yuǎn)縫縫1L2L在實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)夫瑯禾費(fèi)衍射夫瑯禾費(fèi)衍射SRP菲菲 涅涅 爾爾 衍衍 射射縫縫PS 光源、屏與縫相距有限遠(yuǎn)光源、屏與縫相距有限遠(yuǎn)菲涅耳衍射和夫瑯和費(fèi)衍射：菲涅耳衍射和夫瑯和費(fèi)衍射：菲涅耳半波帶法：菲涅耳半波帶法：oPRABQ1AC2/L)2/(2sin ka a縫長縫長AB暗紋暗紋.3 , 2 , 1 kaC1A2A2/oQABRLP菲涅耳半波帶法：菲涅耳半波帶法：)2/)(12(sin ka明紋明紋.3 , 2 , 1 k

2、aAB縫長縫長),3,2,1( k kka 22sin干涉相消暗紋干涉相消暗紋2)12(sin ka 明紋明紋2sin ka 介于明暗之間介于明暗之間0sin a中央明紋中心中央明紋中心菲涅耳半波帶法：菲涅耳半波帶法：在單縫夫瑯和費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，屏上第三級暗紋對應(yīng)于在單縫夫瑯和費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，屏上第三級暗紋對應(yīng)于單縫處波面可劃分為個半波帶，假設(shè)將縫寬減少單縫處波面可劃分為個半波帶，假設(shè)將縫寬減少一半，原來第三級暗紋處將是第級紋。一半，原來第三級暗紋處將是第級紋。 例：例：61明明在單縫夫瑯和費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，波長為在單縫夫瑯和費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，波長為的單色光垂直的單色光垂直入射在寬度入射在寬度a=5a=5

3、的單縫上，對應(yīng)于衍射角的單縫上，對應(yīng)于衍射角的方向上假的方向上假設(shè)單縫處波面恰好可分成設(shè)單縫處波面恰好可分成5 5個半波帶，那么衍射角個半波帶，那么衍射角=。屏幕上與該衍射角對應(yīng)處出現(xiàn)級紋。屏幕上與該衍射角對應(yīng)處出現(xiàn)級紋。 例：例：6/ 2明明在單縫夫瑯和費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，波長為的單色光的第三級明在單縫夫瑯和費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，波長為的單色光的第三級明紋與波長為紋與波長為630nm630nm的單色光的第二級明紋恰好重合，試計算波長的單色光的第二級明紋恰好重合，試計算波長。例例3： sin72a 出現(xiàn)三級明紋：出現(xiàn)三級明紋：sin52a 出現(xiàn)二級明紋：出現(xiàn)二級明紋：7522 450nm 1L2LfaSRP

4、Oxx afkx 暗紋坐標(biāo)：暗紋坐標(biāo)：.3 , 2 , 1 k ka sin kfax /Ioxfa fa fa 2fa 2 fa 3 fa 3光強(qiáng)分布：光強(qiáng)分布：中央明紋的寬度中央明紋的寬度faxl 2210 p 用白光光源進(jìn)展實(shí)驗(yàn)。用白光光源進(jìn)展實(shí)驗(yàn)。思索：思索：進(jìn)展以下操作，單縫衍射條紋將怎樣變化？進(jìn)展以下操作，單縫衍射條紋將怎樣變化？p 將整套安裝浸入水中；將整套安裝浸入水中；p 將單縫稍稍向上平移；將單縫稍稍向上平移；p 入射光斜向上地入射到單縫上；入射光斜向上地入射到單縫上；中央明紋兩側(cè)出現(xiàn)彩色條紋中央明紋兩側(cè)出現(xiàn)彩色條紋條紋不變條紋不變條紋上移條紋上移條紋上移條紋上移條紋變窄條紋

5、變窄p 將透鏡稍稍向上平移；將透鏡稍稍向上平移；p 運(yùn)用大焦距透鏡且將屏運(yùn)用大焦距透鏡且將屏幕移到新的焦平面上；幕移到新的焦平面上；p 將屏幕向后平移；將屏幕向后平移；條紋消逝條紋消逝條紋變寬條紋變寬PHL艾艾里里斑斑圓孔衍射圓孔衍射d干涉與衍射的區(qū)別：干涉與衍射的區(qū)別： 干涉是有限束光的相關(guān)疊加，而衍射是無數(shù)個子波的相干涉是有限束光的相關(guān)疊加，而衍射是無數(shù)個子波的相關(guān)疊加關(guān)疊加 干涉中不同級次條紋光強(qiáng)是一樣的，而衍射中不同級次干涉中不同級次條紋光強(qiáng)是一樣的，而衍射中不同級次條紋的光強(qiáng)是不同的條紋的光強(qiáng)是不同的 干涉條紋是等間距的，而衍射中中央明紋的寬度是其他干涉條紋是等間距的，而衍射中中央明

6、紋的寬度是其他條紋寬度的兩倍條紋寬度的兩倍 雙縫干涉與單縫衍射明暗條紋的條件是相反的。雙縫干涉與單縫衍射明暗條紋的條件是相反的。1 條 縫20 條 縫3 條 縫5 條 縫光柵衍射條紋光柵衍射條紋光柵：許多等寬度、等間隔的狹縫陳列起來構(gòu)成的光學(xué)元件光柵：許多等寬度、等間隔的狹縫陳列起來構(gòu)成的光學(xué)元件. .QoLPf衍射角衍射角光柵衍射光柵衍射abba , 2 , 1 , 0 k kba sin)(光柵常數(shù)光柵常數(shù)衍射角衍射角 sin)(ba 光柵衍射條紋的構(gòu)成光柵衍射條紋的構(gòu)成光柵方程：光柵方程： 光柵常數(shù)越小，明紋光柵常數(shù)越小，明紋間隔越遠(yuǎn)間隔越遠(yuǎn) 入射光波長越小，明紋入射光波長越小，明紋間隔

7、越近間隔越近 最高級數(shù)：最高級數(shù)： / )(maxbak 光強(qiáng)分布光強(qiáng)分布a sin =k k=1, 2, 缺極時衍射角同時滿足：缺極時衍射角同時滿足：(a+ b )sin =k k=0,1, 2, 即：即： k =(a+b) /a k k 就是所缺的級次就是所缺的級次由于單縫衍射的影響，在應(yīng)該出現(xiàn)亮紋的地方，由于單縫衍射的影響，在應(yīng)該出現(xiàn)亮紋的地方，不再出現(xiàn)亮紋。不再出現(xiàn)亮紋?？p間光束干涉極大縫間光束干涉極大單縫衍射極小單縫衍射極小缺級景象缺級景象缺級：缺級： 一衍射光柵，每厘米一衍射光柵，每厘米200200條縫，每條縫寬為條縫，每條縫寬為0.002cm0.002cm。在。在光柵后放一焦距為

8、光柵后放一焦距為1m1m的凸透鏡。現(xiàn)以波長為的凸透鏡?，F(xiàn)以波長為600nm600nm的單色平的單色平行光垂直照射光柵。求行光垂直照射光柵。求1 1縫的單縫衍射中央明紋寬度?？p的單縫衍射中央明紋寬度。 2 2在該寬度內(nèi)的光柵衍射主極大個數(shù)。在該寬度內(nèi)的光柵衍射主極大個數(shù)。例例4：mafx06. 02 mbafx012. 0 mba510520001. 0 ma5102 在單縫中央明紋范圍內(nèi)共在單縫中央明紋范圍內(nèi)共5 5條干涉明紋條干涉明紋練習(xí)：練習(xí)：一雙縫，縫距一雙縫，縫距d=0.4mmd=0.4mm，兩縫寬度都是，兩縫寬度都是b=0.08mmb=0.08mm，用波長，用波長=480nm=480

9、nm的平行光垂直照射雙縫，在雙縫后面放一焦距的平行光垂直照射雙縫，在雙縫后面放一焦距f=2mf=2m的的透鏡，試求：透鏡，試求：1 1在透鏡焦平面處的屏上，雙縫干涉條紋的寬度。在透鏡焦平面處的屏上，雙縫干涉條紋的寬度。2 2在單縫衍射中央明紋范圍內(nèi)的雙縫干涉明紋數(shù)目在單縫衍射中央明紋范圍內(nèi)的雙縫干涉明紋數(shù)目N N和相應(yīng)和相應(yīng)的級次的級次 對某一定波長的垂直入射光，衍射光柵的對某一定波長的垂直入射光，衍射光柵的屏幕上只能出現(xiàn)零級和一級主極大，欲使屏幕屏幕上只能出現(xiàn)零級和一級主極大，欲使屏幕上出現(xiàn)更高級次的主極大，應(yīng)該上出現(xiàn)更高級次的主極大，應(yīng)該 A換一個光柵常數(shù)較小的光柵換一個光柵常數(shù)較小的光柵

10、B換一個光柵常數(shù)較大的光柵換一個光柵常數(shù)較大的光柵C將光柵向接近屏幕的方向挪動將光柵向接近屏幕的方向挪動D將光柵向遠(yuǎn)離屏幕的方向挪動將光柵向遠(yuǎn)離屏幕的方向挪動B例例5： 某單色光垂直入射到光柵上，衍射光譜中某單色光垂直入射到光柵上，衍射光譜中共出現(xiàn)了共出現(xiàn)了5條明條紋。假設(shè)知此光柵縫寬度與條明條紋。假設(shè)知此光柵縫寬度與不透明部分寬度相等，那么在中央明紋一側(cè)的不透明部分寬度相等，那么在中央明紋一側(cè)的兩條明紋分別是第兩條明紋分別是第 和第和第 級級明紋？明紋？13例例6： 波長為波長為600nm600nm的單色光垂直照在光柵上，第二的單色光垂直照在光柵上，第二級明紋出如今級明紋出如今sin sin =0.2 =0.2 處。第四級缺級。試求處。第四級缺級。試求：1 1光柵常數(shù)光柵常數(shù)d d。 2 2光柵中單縫的最小寬度光柵中單縫的最小寬度a a。3 3在全屏中出現(xiàn)的全部級數(shù)在全屏中出現(xiàn)的全部級數(shù)N N。練習(xí)練習(xí)3：sin0I入射光為白光時，入射光為白光時， 不同，不同， 不同，按波長分開構(gòu)成光譜不同，按波長分開構(gòu)成光譜. .k 一級光譜一級光譜二級光譜二級光譜三級光譜三級光譜), 2 , 1 , 0( sin)( kkba ba 衍射光譜衍射光譜光柵方程：光柵方程：單縫衍射單縫衍射圓孔衍射圓孔衍射光柵衍射光柵衍射afx/ sina菲涅耳半波帶法：菲涅耳半波帶