桂电2014大物AII-衍射

衍射：波能够绕过障碍物继续传播的现象。水波通过狭缝后的衍射惠更斯原理：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：波的衍射波的衍射圆孔衍射单缝衍射**光的衍射现象：夫琅禾费衍射光源、屏与缝相距无限远缝在实验中实现夫琅禾费衍射菲涅尔衍射缝光源、屏与缝相距有限远菲涅耳衍射和夫琅和费衍射：菲涅耳半波带法：缝长暗纹菲涅耳半波带法：明纹缝长干涉相消（暗纹）（明纹）（介于明暗之间）中央明纹中心菲涅耳半波带法：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8：明在单缝夫琅和费衍射实验中，波长为λ的单色光垂直入射在宽度a=5λ的单缝上，对应于衍射角φ的方向上若单缝处波面恰好可分成5个半波带，则衍射角φ=

。屏幕上与该衍射角对应处出现

级

纹。

例9：明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：暗纹坐标：光强分布：中央明纹的宽度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；条纹消失条纹变宽艾里斑圆孔衍射**最小分辨角光学仪器分辨率光学仪器的分辨率孔径D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。练习4：一双缝，缝距d=0.4mm，两缝宽度都是b=0.08mm，用波长λ=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和相应的级次1条缝20条缝3条缝5条缝光栅衍射条纹光栅：许多等宽度、等距离的狭缝排列起来形成的光学元件.衍射角光栅衍射光栅常数衍射角光栅衍射条纹的形成光栅方程：光栅常数越小，明纹间隔越远入射光波长越小，明纹间隔越近最高级数：光强分布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)

/a·k'

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：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10：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？13例11：波长为600nm的单色光垂直照在光栅上，第二级明纹出现在sin

=0.2

处。第四级缺级。试求：（1）光栅常数d。（2）光栅中单缝的最小宽度a。（3）在全屏中出现的全部级数N。练习5：入射光为白光时，不同，不同，按波长分开形成光谱.一级光谱二级光谱三级光谱衍射光谱光栅方程：1885年伦琴发现，受高速电子撞击的金属会发射一种穿透性很强的射线称Ｘ射线．X射线冷却水<X射线的衍射劳厄斑点铅板单晶片照像底片单晶片的衍射1912年劳厄实验X射线的衍射布拉格反射入射波散射波掠射角晶格常数干涉加强的条件：布拉格公式X射线的衍射测量射线的波长研究X射线谱，进而研究原子结构；研究晶体的结构，进一步研究材料性能.DNA晶体的