高二物理競(jìng)賽光柵光譜課件

第二十二章光的衍射教學(xué)基本要求

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理解用半波帶法來分析單縫的夫瑯禾費(fèi)衍射條紋分布規(guī)律的方法，并能進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算。1了解惠更斯－菲涅耳原理及它對(duì)光的衍射現(xiàn)象的定性解釋。

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了解衍射對(duì)光學(xué)儀器分辨率的影響。本章主要討論光的遠(yuǎn)場(chǎng)衍射(夫瑯禾費(fèi)衍射)，包括單縫衍射和光柵衍射。一.光柵光譜一級(jí)光譜二級(jí)光譜三級(jí)光譜1光柵光譜白光入射時(shí)，不同，不同，同級(jí)極大值位置錯(cuò)開。例如二級(jí)光譜重疊部分光譜范圍二級(jí)光譜重疊部分:一級(jí)光譜二級(jí)光譜三級(jí)光譜非連續(xù)光譜1級(jí)光譜2級(jí)光譜-1級(jí)光譜-2級(jí)光譜中央明紋連續(xù)光譜1級(jí)光譜2級(jí)光譜-1級(jí)光譜-2級(jí)光譜中央明紋同級(jí)的不同顏色的明紋按波長(zhǎng)順序排列成光柵光譜。光柵光譜單縫衍射光譜分析由于不同元素（或化合物）各有自己特定的光譜，所以由譜線的成分，可分析出發(fā)光物質(zhì)所含的元素或化合物；還可從譜線的強(qiáng)度定量分析出元素的含量。光譜分析是現(xiàn)代科學(xué)研究的重要手段：英國(guó)化學(xué)家拉姆齊與人合作，通過光譜分析先后發(fā)現(xiàn)了氬、氖、氪、氙等惰性氣體元素，并因此獲得了1904年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。1.化學(xué)分析：18種元素是通過光譜分析發(fā)現(xiàn)的。2.天文學(xué)——天體物理學(xué)分析星光的光譜，就可以知道遙遠(yuǎn)的恒星的化學(xué)組成、溫度分布、物理狀態(tài)和演化規(guī)律。3.光譜是打開微觀世界大門的鑰匙光譜數(shù)據(jù)提供了原子、分子的能級(jí)結(jié)構(gòu)、能級(jí)壽命、電子組態(tài)等方面的知識(shí)。建立原子模型的一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)就是光譜。二.光柵的分辨本領(lǐng)波長(zhǎng)很接近的兩條譜線是否一定能在光柵光譜中分辨出來呢？問題決定于譜線的寬度根據(jù)瑞利判據(jù)，一條譜線的中心恰與另一條譜線的距譜線中心最近一個(gè)極小值重合時(shí)，兩條譜線剛能分辨。光柵的分辨本領(lǐng)能分辨恰能分辨不能分辨1.角間距：取決于光柵把不同波長(zhǎng)的光分開的本領(lǐng)。兩邊同時(shí)微分由光柵方程波長(zhǎng)差為的兩條k

級(jí)譜線的角間距2.半角寬度

由光柵方程與該級(jí)譜線相鄰的第一級(jí)極小值對(duì)應(yīng)的角位置為剛能分辨時(shí)光柵的分辨本領(lǐng)：說明：能分開的兩個(gè)波長(zhǎng)的波長(zhǎng)差越小，該光柵的分辨本領(lǐng)越大。光柵的分辨本領(lǐng)與級(jí)次成正比，與光柵的總縫數(shù)成正比。若要在某一級(jí)次的譜線上提高光柵的分辨本領(lǐng)，必須增大光柵的總縫數(shù)N。例如：Na雙線：1=589nm,2=+=589.6nm故：(