光学 第二章 衍射3_第1页
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文档简介

1、光 学,2014年10月,1. 实验装置,参数：狭缝数N，每条狭缝的宽度为b ，缝间不透光的宽度为 a d=a+b ，称之为光栅常数，或光栅周期,P点的复振幅为所有狭缝在P(x) 点衍射的复振幅之和,第五节 平面衍射光栅,处在光轴上狭缝0在P点的振幅为：,狭缝1、 2在P点的振幅与狭缝0有什么不同?,为什么？,光栅衍射可以看成是由多个单狭缝的衍射的叠加,2. 衍射原理,第五节 平面衍射光栅,P,x,2. 衍射原理,第五节 平面衍射光栅,P,x,每一狭缝在P点的衍射不同之处是相邻狭缝发出的光线依次有一个光程差：,每一狭缝在P点的光线依次有一个相位差：,每一狭缝在P点的振幅为：,2. 衍射原理,第

2、五节 平面衍射光栅,（共有条狭缝）,P点的总复振幅：,2. 衍射原理,第五节 平面衍射光栅,P点的光强：,2. 衍射原理,第五节 平面衍射光栅,如果是条狭缝，则：,P点的光强：,2. 衍射原理,第五节 平面衍射光栅,暗纹条件,单缝衍射,多光束干涉,.光强分布特征,第五节 平面衍射光栅,亮纹条件,称作光栅方程,.光强分布特征,第五节 平面衍射光栅,.光强分布特征,第五节 平面衍射光栅,在多光束干涉图中除了主极大外，还有很多次极大，次极大之间是最小值,最小值满足：,？,整数,但,.光强分布特征,第五节 平面衍射光栅,此时满足主极大条件,很明显，在两个主极大之间有N-1个最小,与第 j 个主极大相邻

3、的最小值满足,干涉主最大位置,.光强分布特征,第五节 平面衍射光栅,衍射最小的位置,当衍射最小的位置和干涉主级大的位置重合的时候，干涉主级大消失,这一现象称之为缺级,已知第 k 级干涉条纹衍射角满足：,而与之相邻的第一个暗纹的衍射角设为 j+，则, 称之为第k级衍射条纹的半角宽,4.半角宽度,第五节 平面衍射光栅,j +,光栅干涉主最大：,对于同一级干涉条纹，不同波长将会聚到不同位置上，从而可以利用这一特性进行光谱分析,5.光栅光谱,第五节 平面衍射光栅,自由光谱范围和量程,设入射光的波长含有max到min=max-之间所有波长，如果max的J级最大与 max -的J+1最大恰好重合，称为光栅光谱仪的自由光谱范围,第五节 平面衍射光栅,对于光栅衍射，一般取一级光谱，此时：,5.光栅光谱,闪耀光栅一般为锯齿形反射光栅，锯齿表面高反射率的金属膜，作用相当于一个个倾斜的小反射镜，可以改变入射光线的方向。,P, b, b,d,a,第六节 闪耀光栅,S,闪耀光栅的参数有：齿槽面与光栅面的夹角b，周期d，以及闪耀面的宽度a。闪耀光栅每一个周期内的位相变化与b有关。,第六节 闪耀光栅,可以证明P点的衍射光强为,亮纹位置满足光栅方程,第六节 闪耀光栅,平面光栅衍射时，衍射光强最大值对应的级次（零级）对于所有入射波长都是重合的，所以最亮的亮纹不能用作光谱分析,闪耀光栅衍射时，最亮

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