竞赛辅导2.ppt

1、第二讲 光的衍射,第一节 单缝衍射,一、实验装置,1、衍射条纹明暗相间，对称分布在中央明纹两侧；,3、明纹级次越高，光强越弱。,2、中央明纹为其它明纹宽度的两倍;,二、单缝衍射条纹的特点,（衍射角 ：向上为正，向下为负 .）,1 菲涅尔波带法,三、单缝衍射条纹的分析,第一级暗纹,第一级明纹,2 光强分布,（1）第一暗纹距中心的距离,第一暗纹的衍射角,3 讨 论,（2）中央明纹,角范围,线范围,（4）单缝衍射的动态变化,单缝上移，零级明纹仍在透镜光轴上.,单缝上下移动，根据透镜成像原理衍射图不变 .,（3）条纹宽度（相邻条纹间距）,（5）入射光非垂直入射时光程差的计算,（中央明纹向下移动）,（中

2、央明纹向上移动）,第二节,圆孔衍射,爱里斑对透镜中心张角由理论推导可知:,D 越大 越小，衍射现象越不显著。,一、夫琅禾费圆孔衍射,两爱里斑中心距离为爱里斑的半径时，恰能分辨-瑞利判据。,恰能分辨,最小分辨角,二、光学仪器分辨率,分辨率（本领）,例 人眼的瞳孔直径约为 3mm ，若视觉感受最灵敏的光波长为5500 ，试问： 1) 人眼最小分辨角是多大？ 2) 在教室的黑板上画一等号，其两横线相距 2mm ，试分析坐在离黑板10m 处的同学能否分辨这两条横线。,（2）等号两横线在人眼处所张角为,所以距黑板10m处的同学看不清楚。,解：（1）人眼的最小分辨角为：,第三节,衍射光栅,光栅常数,透光缝

3、宽度 b,不透光缝宽度 b,光栅常数,通常在 1 cm 内刻有成千上万条透光狭缝,1 条 缝,20 条 缝,3 条 缝,5 条 缝,光栅中狭缝条数越多，明纹越亮.,亮纹的光强, 光栅强度分布, 干涉主极大（光栅方程）, 干涉极小（暗纹）,注意： 是主极大的位置。,两个主极大之间有（N-1）个极小， 有（N-2）个次极大, 谱线位置,当 角很小时,由光栅方程,明纹,单缝衍射减弱条件:,光栅衍射加强条件：, 缺级问题,缺级,入射光为白光时， 不同， 不同，按波长分开形成光谱., 衍射光谱,例如二级光谱重叠部分光谱范围, 光谱重叠, 斜入射情况,取“+”号, 光栅的分辨本领,将平均波长为 ，波长差为

4、 之比分辨本领,刚好能分辨条件：,的 极主极大与 的 极小重合,整理的：, 光栅角色散率,例1：分光计作光栅实验，用波长 = 632.8 nm的激光照射光栅常数 d = 1/300 mm的光栅上，问最多能看到几条谱线。,解：在分光计上观察谱线，最大衍射角为 90,取,例2 用白光垂直照射在每厘米有6500条刻痕的平面光栅上，求第三级光谱的张角.,解,红光,第三级光谱的张角,第三级光谱所能出现的最大波长,绿光,紫光,不可见,每厘米大约有条刻痕,（1）光栅上相邻两缝的间距;,例4一波长为6000埃的单色光垂直入射在光栅上，第二级明条纹出现在 处,第四级缺级,求：,（3）该光栅能呈现的全部级数.,（2）光栅上狭缝的宽度;,第四节,X射线衍射,X 射线,一、X射线性质,冷却液,1.X射线穿透力很强，波长很短。,2. X 射线在磁场或电场中不发生偏转，是一种电磁波。,二、劳厄斑,1912年德国慕尼黑大学的实验物理学教授冯劳厄用晶体中的衍射拍摄出X射线衍射照片。由于晶体的晶格常数约10nm，与 X