第四章 光的衍射

1、 第四章第四章 光的衍射光的衍射 4.4 4.4 衍射光栅衍射光栅1级光谱级光谱2级光谱级光谱-1级光谱级光谱-2级光谱级光谱中央亮纹中央亮纹【引言【引言】4.4.1 4.4.1 一维振幅光栅一维振幅光栅 S一维矩形波振幅光栅一维矩形波振幅光栅按按d,a,Nd,a,N分为四种类型分为四种类型abdBC注意：采用点光源和线光源注意：采用点光源和线光源情形，等强度线有何不同？情形，等强度线有何不同？XI衍射图形分布图：衍射图形分布图：光光栅栅透透镜镜屏屏幕幕2.2.主极大值或主亮纹主极大值或主亮纹 如何确定主亮纹位置？如何确定主亮纹位置？3.3.暗纹和次亮纹暗纹和次亮纹 4.4.主亮纹间隔主亮纹间

2、隔5.5.主亮纹主亮纹( (半半) )宽度宽度6.6.主亮纹强度主亮纹强度 7.7.单缝衍射中央亮区主亮纹数单缝衍射中央亮区主亮纹数N N 8.8.缺级问题缺级问题小结：小结：a,d,Na,d,N对衍射图形分布的影响对衍射图形分布的影响 I1267-1-2-6-7缺缺级级缺缺级级N=3267-1-6-7I1-2缺缺级级缺缺级级N=4I1267-1-2-6-7缺缺级级缺缺级级N=5I1267-1-2-6-7缺缺级级缺缺级级N=24daThere are diffraction and interference：Only is there interference ：Only is there d

3、iffraction： III1245-1-2-4-5Analysis of the intensity :缺缺级级缺缺级级-1-212-22缺级缺级思考：思考：1. 能看出缺哪些级次吗能看出缺哪些级次吗? ? d / a 是多少是多少? ? 2. 光栅的缝数光栅的缝数 N 是多少？是多少？ 3.3.画出画出a a趋于趋于0,0,以及以及N N趋于无穷大的图形。趋于无穷大的图形。一维余弦振幅光栅一维余弦振幅光栅 光栅的衍射效率光栅的衍射效率 连续光谱连续光谱线状光谱线状光谱1级光谱级光谱2级光谱级光谱-1级光谱级光谱-2级光谱级光谱中央亮纹中央亮纹1级光谱级光谱2级光谱级光谱-1级光谱级光谱-

4、2级光谱级光谱中央亮纹中央亮纹光栅分光及光谱光栅分光及光谱光栅光谱光栅光谱一维振幅光栅分光性能一维振幅光栅分光性能 2.2.分辨本领分辨本领 3.3.色散范围色散范围 1级光谱级光谱2级光谱级光谱-1级光谱级光谱-2级光谱级光谱中央亮纹中央亮纹4.4.4 4.4.4 位相光栅位相光栅 大口径全息光栅及其大口径全息光栅及其 沟槽的部分显微照片沟槽的部分显微照片。用原子力显微镜获得的正弦相位光栅的浮雕轮廓。用原子力显微镜获得的正弦相位光栅的浮雕轮廓。透射式迈克耳逊阶梯光栅透射式迈克耳逊阶梯光栅 闪耀光栅闪耀光栅闪耀光栅衍射辐照度分布闪耀光栅衍射辐照度分布闪耀光栅衍射辐照度分布特点闪耀光栅衍射辐照度

5、分布特点余弦波位相光栅和矩形波位相光栅余弦波位相光栅和矩形波位相光栅 余弦波位相光栅的夫琅和费衍射强度分布余弦波位相光栅的夫琅和费衍射强度分布 矩形波位相光栅（矩形波位相光栅（N无穷大）无穷大） g2d2dddo4.4.5 4.4.5 晶体三维光栅对晶体三维光栅对X X射线的衍射射线的衍射 晶体晶格晶体晶格周期周期d=0.1nm左右，左右， X射线波射线波长在长在(30-0.03)nm晶体晶体X X射线衍射射线衍射1. 描述一维光栅的参数有描述一维光栅的参数有N、d、a，说明每一个参数对光栅夫朗和费，说明每一个参数对光栅夫朗和费衍射图形的影响。衍射图形的影响。2 如何提高光栅的色散和分辨本领？如何提高光栅的色散和分辨本领？3 缺级是如何产生的？如何计算缺级的干涉级？缺级是如何产生的？如何计算缺级的干涉级？4 在光谱仪器中，人们喜欢用反射镜（平面，凹面），而不喜欢用透在光谱仪器中，人们喜欢用反射镜（平面，凹面），而不喜欢用透镜，是何道理？镜，是何道理？5 光谱仪器配备有同样尺寸三块光栅：光谱仪器配备有同样尺寸三块光栅：1200线对线对/mm,600线