光栅的衍射.pptx

问题:能否得到亮度高,分得开,宽度窄的明条纹?解决办法:用多缝代替单缝。人们发明了一种光学器件光栅。应用:精确地测量光的波长;是重要的光学元件,广泛应用于物理,化学,天文,地质等领域和近代生产技术的许多部门。:任何具有空间周期性,且能等宽、等间距地分割波阵面的衍射屏。常见的光栅是由大量的等宽、等间隔的平行狭缝构成的衍射屏。§(1)透射光栅:用于透射光衍射的光栅。平面衍射光栅:在很平的玻璃上刻一系列等宽等距的平行刻痕。(2)反射光栅:用于反射光衍射的光栅。平面反射光栅:在光洁度很高的金属表面上刻出一系列等间距平行细槽,其剖面成锯齿形,而做成反射光栅。两种光栅工作原理相同,主要研究透射式平面衍射光栅。=a+b注:(1)光栅常数d数量级约10-6m。a:透光(反光)部分宽度。b:不透光(不反光)部分宽度。光栅常数:(2)光栅常数d与每厘米上的刻痕数(刻痕/cm)成倒数关系。例如:8000刻痕/cm,则d=a+b=1/8000=10-(亮点),明纹很细、分得很开。一、,双缝干涉光强分布(如图)。周期性分布,最大光强相同。§-3λλ2λ3λ-2λ-λ0j=-3-2-。特点:(1)单缝的夫琅和费衍射图样,不随缝的上下移动而变化。(2)衍射角相同的光线,会聚在接收屏的相同位置上。OaOa。双缝衍射是每个缝内各处的子波相互叠加形成的单缝衍射光(等效为一束光)在焦平面上相遇产生干涉。I12-1-20单缝衍射:d=3aII12-1-20-3-4-5345双缝干涉12-1-20-4-545双缝衍射因此,光栅衍射图样是多缝干涉光强分布受单缝衍射光强分布调制的结果。二、光栅衍射条纹的形成光栅衍射多缝干涉(多光束干涉)和单缝衍射的总效果。:5条缝的光栅衍射(N=5,d=3a)0I-2-112单缝衍射光强分布I5条光束干涉光强分布1245-1-2-4-=0,±1,±2,......主极大光栅方程:相邻二单缝衍射光的光程差:P点的光强分布主要由相邻二单缝产生的衍射光的光程差决定。oPf缝平面观察屏透镜Ldsindxx讨论:1)d·sin表示相邻两缝在方向的衍射光的光程差。例如:第二级明纹相邻两缝衍射光的光程差为2,第1条缝与第N条缝衍射光的光程差为(N-1)2。思考:光栅第五级明纹的第1条缝与第N条缝衍射光的光程差是多少?2)主极大的位置:k=0,±1,±2,......oPf缝平面观察屏透镜Ldsindxx(N-1)5多光束干涉主极大的位置与缝的个数无关。