光栅光谱单缝衍射ppt课件.ppt

1 第4章光的衍射 1光的衍射 2单缝的夫琅禾费衍射 3光栅衍射 4光学仪器的分辨本领 5X射线的衍射 2 1光的衍射一 衍射现象分类二 惠 菲原理 3 一 衍射现象分类衍射 光线偏离原来直线传播的方向进入几何阴影区 衍射物 衍射花样 图1 4 图2 1 菲涅耳衍射 2 夫琅禾费衍射 5 几何投影区 菲涅耳衍射区 夫朗禾费衍射区 图示光通过小孔的衍射 结论 几何光学是波动光学的近似 6 二 惠 菲原理1 波传到的任意点都是子波的波源2 各子波在空间各点进行相干叠加概括为 波面上各点均是相干子波源惠 菲原理提供了用干涉解释衍射的基础菲涅耳发展了惠更斯原理从而深入认识了衍射现象 7 8 2单缝的夫琅禾费衍射一 实验装置及花样二 用旋矢法求解强度分布三 菲涅耳半波带法 9 一 实验装置及花样 单缝处波面看作无穷多个相干波源 P点是 无穷 多光束干涉的结果 中央亮纹 负一级 正一级 思考 若将缝向上平移如图衍射花样怎么分布 10 11 二 用旋矢法求解强度分布 中央亮纹 12 圆心角是 边缘光线的相位差 任一衍射角处的强度 可以用中央亮纹强度来表示 13 暗纹 14 三 菲涅耳半波带法1 具体作法 若奇数个半波带亮纹 次极大 偶数个半波带 2 暗纹条件 相邻半波带的相对应点光程差均是 2 15 3光栅衍射一 光栅的夫琅禾费衍射二 光栅衍射强度分布三 主极大的缺级四 其他衍射现象 16 一 光栅的夫琅禾费衍射 光栅常数为 1 多光束干涉每条缝作为一个集体提供一光线进行多光束干涉 光栅方程 17 光栅方程 在分波面法的多光束干涉中没考虑单缝的衍射影响得到的主极大强度与衍射角无关全与 0处主极大强度相等 18 不考虑单缝衍射影响时多光束干涉的强度公式 2 单缝衍射对光栅多光束干涉结果的修正 零级主极大的振幅 参阅谐振动合成有关内容 考虑单缝衍射影响后必须对强度公式中的A 0 做出修正 19 由于每条单缝的衍射使得参与多光束干涉的光线实际上已进行了一次 内部 的多光束的干涉所以不同衍射角的各缝的振幅是单缝衍射的振幅 这样分布的振幅又进行一次多光束的干涉从而使不同衍射角处最后的振幅为 20 再进行一次多光束干涉 图示光栅衍射的物理机制 21 考虑了单缝衍射后不同衍射角处的主极大强度不同 中央主极大最强 该级主极大强度较中央主极大弱 22 二 光栅衍射强度分布1 主极大位置满足的光程差公式是光栅方程 2 极小次极大位置满足的光程差公式是 3 主极大的强度由单缝衍射进行了调制 23 24 三 主极大的缺级 由于单缝衍射满足极小 所以使得这一级主极大无法出现 这一现象叫主极大缺级 如果某主极大的位置同时又是单缝衍射极小位置则该衍射角同时满足两个光程差公式 结果 和 25 缺级满足关系 从 得 和 26 能看出缺哪些级次吗 d a是多少 27 光栅光谱 单缝衍射 28 四 其他衍射现象1 圆孔的夫琅禾费衍射 一阶贝塞尔函数第一级极小 角半径线半径 应用 星光板针孔滤波 29 圆孔衍射光强分布 由第一暗环围成的光斑占 称为爱里斑 整个入射光束总光强的84 30 2 圆孔的菲涅耳衍射波带片 奇数个半波带亮点偶数个半波带暗点 P点是亮点波带片粗糙的透镜准