大学物理AII-衍射PPT课件

.,1,衍射：,波能够绕过障碍物继续传播的现象。,.,2,惠更斯原理：,介质中波动传播到的各点都可以看作是发射子波的波源，而在其后的任意时刻，这些子波的包络就是新的波前。,惠更斯原理：,.,3,波的衍射,.,4,光的衍射现象：,.,5,菲涅耳衍射和夫琅和费衍射：,.,6,菲涅耳半波带法：,暗纹,.,7,菲涅耳半波带法：,明纹,.,8,干涉相消（暗纹）,（明纹）,（介于明暗之间）,中央明纹中心,菲涅耳半波带法：,.,9,在单缝夫琅和费衍射实验中，屏上第三级暗纹对应于单缝处波面可划分为个半波带，若将缝宽缩小一半，原来第三级暗纹处将是第级纹。,例1：,明,.,10,在单缝夫琅和费衍射实验中，波长为的单色光垂直入射在宽度a=5的单缝上，对应于衍射角的方向上若单缝处波面恰好可分成5个半波带，则衍射角=。屏幕上与该衍射角对应处出现级纹。,例2：,明,.,11,在单缝夫琅和费衍射实验中，波长为的单色光的第三级明纹与波长为630nm的单色光的第二级明纹恰好重合，试计算波长。,例3：,出现三级明纹：,出现二级明纹：,.,12,暗纹坐标：,.,13,光强分布：,.,14,用白光光源进行实验。,思考：,进行下列操作，单缝衍射条纹将怎样变化？,将整套装置浸入水中；,将单缝稍稍向上平移；,入射光斜向上地入射到单缝上；,中央明纹两侧出现彩色条纹,条纹不变,条纹上移,条纹上移,条纹变窄,将透镜稍稍向上平移；,使用大焦距透镜且将屏幕移到新的焦平面上；,将屏幕向后平移；,条纹消失,条纹变宽,.,15,圆孔衍射,.,16,最小分辨角,光学仪器分辨率,光学仪器的分辨率,孔径D,.,17,干涉与衍射的区别：,干涉是有限束光的相干叠加，而衍射是无数个子波的相干叠加,干涉中不同级次条纹光强是一样的，而衍射中不同级次条纹的光强是不同的,干涉条纹是等间距的，而衍射中中央明纹的宽度是其他条纹宽度的两倍,双缝干涉与单缝衍射明暗条纹的条件是相反的。,.,18,例4：,一双缝，缝距d=0.4mm，两缝宽度都是b=0.08mm，用波长=480nm的平行光垂直照射双缝，在双缝后面放一焦距f=2m的透镜，试求：（1）在透镜焦平面处的屏上，双缝干涉条纹的宽度。（2）在单缝衍射中央明纹范围内的双缝干涉明纹数目N。,10个条纹宽度,5级条纹缺级,.,19,1条缝,20条缝,3条缝,5条缝,光栅衍射条纹,.,20,光栅：许多等宽度、等距离的狭缝排列起来形成的光学元件.,光栅衍射,.,21,光栅常数,光栅衍射条纹的形成,光栅方程：,最高级数：,一般谱线间距：,.,22,一束平行光垂直入射到某个光栅上，该光束有两种波长的光，1=440nm，2=660nm。实验发现，两种波长的谱线(不计中央明纹)第二次重合于衍射角=60的方向上求此光栅的光栅常数d,练习3：,.,23,光强分布,.,24,asin=k,k=1,2,缺极时衍射角同时满足：,(a+b)sin=k,k=0,1,2,即：k=(a+b)/ak,k就是所缺的级次,由于单缝衍射的影响，在应该出现亮纹的地方，不再出现亮纹。,缝间光束干涉极大,单缝衍射极小,缺级现象,缺级：,.,25,对某一定波长的垂直入射光，衍射光栅的屏幕上只能出现零级和一级主极大，欲使屏幕上出现更高级次的主极大，应该（）,（A）换一个光栅常数较小的光栅（B）换一个光栅常数较大的光栅（C）将光栅向靠近屏幕的方向移动（D）将光栅向远离屏幕的方向移动,B,例5：,.,26,某单色光垂直入射到光栅上，衍射光谱中共出现了5条明条纹。若已知此光栅缝宽度与不透明部分宽度相等，那么在中央明纹一侧的两条明纹分别是第和第级明纹？,1,3,例6：,.,27,入射光为白光时，不同，不同，按波长分开形成光谱.,衍射光谱,光栅方程：