注上午04注冊(cè)巖土論壇a

1、(二)光的-原在原理的基礎(chǔ)上進(jìn)一步假定,從同一波陣面上各點(diǎn)所發(fā)出的子波,而在空某點(diǎn)相遇時(shí)(二)光的-原在原理的基礎(chǔ)上進(jìn)一步假定,從同一波陣面上各點(diǎn)所發(fā)出的子波,而在空某點(diǎn)相遇時(shí),也可相互疊加而產(chǎn)現(xiàn)象。這個(gè)經(jīng)過(guò)發(fā)展了原理稱一它在衍射波場(chǎng)中出現(xiàn)衍射條紋的明暗,實(shí)質(zhì)上是子的結(jié)果,一原理可以量計(jì)算衍射波場(chǎng)中任一點(diǎn)處的光振動(dòng)的強(qiáng)弱。但計(jì)算較復(fù)2.單縫衍長(zhǎng),為一極狹的縫)上的光為一單色平行光束考慮單縫的衍射光束中的一組平行光束。后者鏡聚焦在屏上,屏置于透鏡的焦平面位置。2-4-表示衍射角為的一組平行光束經(jīng)透鏡聚焦在的 P 處,這種單縫的夫瑯和費(fèi)衍射是一種最簡(jiǎn)單的衍射。下面作具。(1)屏上出現(xiàn)衍射明、暗條紋

2、的條必須明確,引人透鏡是為了將不同的衍射角的各組平行光線會(huì)聚在屏上的不同處。光通過(guò)透會(huì)引起附加的,于是會(huì)聚處是明是暗只決定于對(duì)應(yīng)的平行光束中各衍射光線間的情況。這類問(wèn)題可用波帶法來(lái)解決。所謂波帶是將波陣面(即寬度為的單縫平面)分成若干個(gè)等的發(fā)光帶,而相鄰兩個(gè)發(fā)光帶對(duì)應(yīng)位置發(fā)出的光的為/2,這樣被等分成的每一個(gè)發(fā)光帶稱 會(huì)聚在屏上方的P處。作AC平面垂直于波線。設(shè)以/2將縫AB的兩條邊緣光線的BC 剛好分為三等分,即 BC 過(guò)每一等分點(diǎn)作 AC 的平行線,則縫平面 AB 也被相應(yīng)地分成三等分 AA、AA和 AB(每一等分一個(gè)波帶)。這樣,相鄰兩個(gè)波帶的光在 P 處相消,而只有第三個(gè)波帶的光對(duì) P

3、 處的亮度有貢獻(xiàn)P處為明紋。由此可知AB被分成奇數(shù)個(gè)波帶時(shí)P處為明紋,所以單縫AP處為明紋。由此可知AB被分成奇數(shù)個(gè)波帶時(shí)P處為明紋,所以單縫AB點(diǎn)沿方向發(fā)出的兩條邊緣光線的滿k=1,稱一級(jí)衍射明紋,其余依次類當(dāng)縫平被分成偶數(shù)個(gè)波帶時(shí),相鄰兩波帶的對(duì)應(yīng)光線在屏上相遇處兩兩相消,因此該處紋。亦即,單縫兩條邊緣光線的滿k=1,稱一級(jí)衍射暗紋,其余依次類當(dāng)縫 AB 兩條邊緣光線的在- 到+ 之間(在兩條一級(jí)衍射暗紋之間),則屏幕上相應(yīng)區(qū)明紋,(2)明紋寬相鄰兩級(jí)衍射暗紋中心之間距就是明紋的寬度。明紋外,其余各級(jí)的明紋寬度(2-4-式中 f 為透鏡的焦距, 為人射單色光的波長(zhǎng),為單縫的寬明紋的寬度為其

4、他各級(jí)寬度的兩倍。條紋亮度隨級(jí)次的增大而減弱(3)單縫寬a對(duì)衍射條紋的由式(2-4-13)可見(jiàn),當(dāng)入射單色光的波長(zhǎng) 一定時(shí),在單縫寬度愈小時(shí),相應(yīng)于各級(jí)衍射明紋角就愈大,也就是光的衍射現(xiàn)象愈顯著。反之,在愈大時(shí),各級(jí)衍射明紋對(duì)應(yīng)的角愈小,這些明都明紋靠攏,衍射現(xiàn)象愈不明顯;若時(shí),各級(jí)衍射明紋全部并明紋區(qū)域,該區(qū)域被勻照亮,這時(shí)光可看作是直的(4)用白光照射單當(dāng)單縫寬度一定時(shí),對(duì)于同一級(jí)衍射明紋,入射光的波長(zhǎng)愈大,則相應(yīng)的衍射角愈大。因此,白光照射時(shí)明紋的中心處為白色,在其兩側(cè)出現(xiàn)由紫到紅的彩色條紋,離中心最近的是紫色條最遠(yuǎn)的是紅色條紋,這組彩色條紋稱為衍射光譜。其他級(jí)次的明紋均為彩色條紋3.衍

5、射光(1)光柵常光柵是由大量的等寬、等問(wèn)距的單縫所組成的光3.衍射光(1)光柵常光柵是由大量的等寬、等問(wèn)距的單縫所組成的光學(xué)器件,縫寬(單縫的透光部分)與縫間距鄰單縫之間不透光部分)b 之和(十 b)稱為光柵常數(shù)。光柵常數(shù)越小長(zhǎng)度的單縫數(shù)越多,光柵精致(2)光柵衍射在屏上出現(xiàn)明、暗條紋的條單色平行光垂直照射在光柵上,經(jīng)凸透鏡會(huì)聚,在位于透鏡焦平面的光屏上出現(xiàn)明暗相間的稱為光柵衍射條紋,如圖 2-4-8 所示。光柵衍射條紋的明、暗是單縫衍射和光柵各縫的總效當(dāng)衍射角為的每一單縫兩條邊緣光線到達(dá)屏上的 P 點(diǎn),它們的滿此時(shí),組成光柵的每一單縫在屏上的P點(diǎn)形成明條紋,或者說(shuō)每一單縫對(duì) P 點(diǎn)有亮度貢獻(xiàn)

6、。在這前提下,光柵相鄰兩個(gè)單縫的對(duì)應(yīng)光線到P點(diǎn)的(2-4-則屏上的 點(diǎn)出現(xiàn)明條紋。(+b)越小,透光縫數(shù)N條紋越細(xì)、越亮,條紋之間分得越若衍射角為的每一單縫兩條邊緣光線到達(dá)屏上的點(diǎn),它們的雖滿足明條紋條件兩個(gè)單縫的對(duì)應(yīng)光線到達(dá)屏上的 P 點(diǎn),它們的滿(2-4-m=1,2,(N-1),(N+1),(2N-(2N 十1)(N 為光柵的縫數(shù)則 P 點(diǎn)為暗條紋,所以在光柵兩條明條紋之間出現(xiàn)(N-1)條暗條紋。(2N 十1)(N 為光柵的縫數(shù)則 P 點(diǎn)為暗條紋,所以在光柵兩條明條紋之間出現(xiàn)(N-1)條暗條紋。如果光柵相鄰兩縫對(duì)應(yīng)光達(dá)屏上P的滿足明條紋條件,而當(dāng)每一單縫兩條邊緣光線到達(dá)該點(diǎn)的恰好滿足暗條紋

7、條件,這時(shí),組成光柵的每一單縫,由于自身的衍射,光在屏上的 pi 點(diǎn)相消,也就是說(shuō),每一單縫對(duì)屏上P點(diǎn)沒(méi)有亮度貢獻(xiàn),因此,這條光柵衍射明條紋在屏上不再出現(xiàn),這種現(xiàn)象稱為缺級(jí),由此可知,缺級(jí)的件(2-4-綜上所述,光柵衍射出現(xiàn)明條紋的條件是單縫必須在滿足式(2-4-13)或式(2-4-15)的前鄰兩必須還同時(shí)滿足式(2-4-17)。式(2-4-17)稱為光柵公式下面對(duì)光柵公式作幾:1)一定波長(zhǎng)的單色光射光柵時(shí),若光柵的光柵常數(shù)(+b)較大,則各級(jí)明條紋對(duì)應(yīng)的衍角都較小,因此,相鄰明條紋之間的間距較小;反之,光柵的光柵常數(shù)越小,相鄰明條紋對(duì)應(yīng)的衍相差越大,條紋之間的距離就越2)給定光柵,即光柵常數(shù)

8、一定,對(duì)于同一級(jí)明紋一定)入射光波長(zhǎng)較大時(shí),相對(duì)應(yīng)的衍射角較大;反之,波長(zhǎng)較小時(shí),相對(duì)應(yīng)的衍射角也較小。因此,用白光照射光柵時(shí),明紋外,其他各明條紋都形成彩色的光譜(紫光的衍射角較小,紅光的衍射角較大)3),因此光柵常數(shù)與入射光波長(zhǎng)一定時(shí)值不可能是無(wú)限的,即明條紋的數(shù)是有限的4.小圓孔衍射、光學(xué)儀器分辨單色平行光射在小圓孔上,經(jīng)凸透鏡會(huì)聚,在位于透鏡焦平面的屏幕上出現(xiàn)明暗交替紋,中心光斑稱為愛(ài)里若入射光波長(zhǎng)為,圓孔直徑為D,透鏡焦距為f,愛(ài)里斑直徑為 d,如圖 2-4-9 所示,愛(ài)里斑對(duì)光2對(duì)一個(gè)光學(xué)儀器來(lái)說(shuō),如果一個(gè)對(duì)一個(gè)光學(xué)儀器來(lái)說(shuō),如果一個(gè)點(diǎn)光源的衍射圖樣最亮處(愛(ài)里斑中心)恰好與另一個(gè)源的衍射圖樣的第一個(gè)最暗處相重合,如圖 2-4-10 所示,這時(shí)兩個(gè)點(diǎn)光源、恰好能被儀器分辨(該條稱瑞利準(zhǔn)則)。此時(shí),兩個(gè)點(diǎn)光源的衍射圖樣最亮處(兩個(gè)愛(ài)里斑的中心)之間的距離為愛(ài)墮斑半徑,兩個(gè)點(diǎn)光源對(duì)透鏡光心為(2-4-最小分辨角的倒數(shù)稱為該儀器的分辨率,例4.在楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)中，若用白光作光源條紋的情況為（A4.在楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)中，若用白光作光源條紋的情況為（A明紋是白色B紅光條紋較C紫光條紋間距較條紋為白5.在雙實(shí)驗(yàn)中，光的波長(zhǎng) 600nm，雙縫間距 2mm，雙縫與屏的間圖樣明條紋間距為（B）x=D/d=3000*600*10-