光的衍射习题PPT课件.ppt

光的衍射 内容小结与典型例题 1 一 衍射现象 衍射现象 惠 菲原理 两种衍射 菲涅尔衍射与夫琅和费衍射 2 二 单缝衍射 1 极值条件 其中 N是半波带数 2 条纹位置 3 3 条纹间隔 相邻暗纹间隔 对中央明纹 宽度是 4 三 光栅衍射 光栅方程 K为缺级 缺级现象 5 例1 用白光垂直照射到宽度0 5mm的单缝上 在 缝后放置一个焦距100cm的透镜 则在焦平面的屏幕上形成衍射条纹 若在屏上离中央明纹中心距离为1 5mm处的P点为明纹极大 试求 2 衍射角 狭缝波面可分成的波带数目 3 中央明纹的宽度 1 入射光的波长 解 1 由明纹条件 6 考虑可见光范围 取 2 P点衍射级数是1 对应衍射角是 半波带数是 3 中央明纹宽度是 7 例2 平行光垂直照射到宽度1mm的单缝上 在缝 1 衍射中心到第一极大 第三极小位置的距离 后放置一个焦距为100cm的透镜 则在焦平面的屏幕上形成衍射条纹 已知 试求 2 第一明纹宽度 两个第三级暗纹距离 解 1 则有 8 由暗纹公式 2 第一级明纹宽度是 两个第三级暗纹间隔是 9 例3 波长为 的单色光垂直照射宽为10 的单缝 缝后放置焦距是1m的凸透镜 其焦面放一屛 在屛上最多出现多少明纹及缝处波面的半波带数 解 由明纹条件 最高级数对应 900 出现的明纹数是 半波带数是 10 例4 在用白光做单缝夫琅和费衍射实验中 测得 波长为 的第3级明纹中心与波长 1 6300 m的红光的第2级明条纹中心相重合 求波长 由明纹条件 条纹重合说明 相同则有 解 代入得 11 例5 以和两单色光垂直射 光栅 实验发现 除零级外 它们的谱线第三次重迭时在方向上 求 此光栅的光栅常数和第一级两谱线间角距离 解 按光栅方程 谱线重迭满足 第三次重迭时 取 12 由光栅方程得出主极大角位置是 第一级两谱线的角距离是 13 例6 用钠光照射光栅 光栅刻线 500 mm条 试求 1 垂直入射光栅时 最多能看到第几级光谱 2 以300角入射光栅 最多能看到第几级光谱 解 垂直入射时 最多能看到第三级谱线 14 最大级次满足 最多能看到第五级谱线 2 斜入射时 15 例7 波长600nm的单色光垂直入射光栅 第2级明 纹出现在sin 2 的方向上 第4级缺级 试求 1 光栅常数 2 光栅上狭缝的最小宽度 3 按上述选定的a b值 屏上实际呈现的条纹数目 解 1 由明纹条件 2 由缺级条件 16 例7 波长600nm的单色光垂直入设光栅 第2级明纹出现在sin 2 的方向上 第4级缺级 试求 1 光栅常数 2 光栅上狭缝的最小宽度 3 按上述选定的a b值 屏上实际呈现的条纹数目 3 由明纹条件 实际上 实际呈现的条纹数 17 例8 一束可见光 垂直照射到 光栅常数为0 002mm的透射平面光栅上 在焦平面上得到该波长的第一级光谱的长度为50mm 求 透镜焦距 解 18 例9 用白光垂直照射在每厘米中有6500条刻线的平面透射光栅上 求第三级光谱的张角 解 光栅常数 对应红光 对应紫光 19 例9 用白光垂直照射在每厘米中有6500条刻线的平面透射光栅上 求第三级光谱的张角 解 光栅常数 对应红光 20 例9 用白光垂直照射在每厘米中有6500条刻线的平面透射光栅上 求第三级光谱的张角 解 可见到的光谱颜色范围为 绿青蓝紫 考虑极限情况 21 例10 在单缝夫琅和费衍射实验中 若入射光中有两种波长的光 nm nm 已知单缝的宽度a 1 00 cm 透镜焦距f 50 0cm 求 1 这两种光第1级衍射明纹之间的距离 解 1 由明纹条件 2 若用光栅常数a b 1 0 cm的光栅替换单缝其他条件如上 求这两种光第1级明纹之间距离 22 例10 在单缝的夫琅和费衍射实验中 若入射光中有两种波长的光 nm nm 已知单缝的宽度a 1 00 cm 透镜焦距f 50 0cm 求 1 这两种光第1级衍射明纹之间的距离 2 若用光栅常数a b 1 0 cm的光栅替换单缝 其他条件如上 求这两种光第1级明纹之间的距离 由光栅方程 2 23 例11 在垂直入射光栅的平行光中 有 1和 2两种 波长 已知 1第3级光谱线 即第3级明纹 与 2的第4级光谱线恰好重合在离中央明条纹为5mm处 而 2 4861 m 并发现 1第5级光谱线缺级 透镜焦距为0 5m 试求 1 1 a b 2 光栅最小缝宽a 3 能观察到 1多少条光谱线 解 1 由光栅方程 24 例11 在垂直入射于光栅的平行光中 有 1和 2两种波长 已知 1的第3级光谱线 即第3级明纹 与 2的第4级光谱线恰好重合在离中央明条纹为5m