2021-2022學(xué)年高二物理競(jìng)賽課件：光柵衍射

1、光柵衍射1 條 縫20 條 縫3 條 縫5 條 縫光柵：由大量的等寬等間距的平行狹縫構(gòu)成的光學(xué)元件。 例 寬度為a0.6mm的狹縫后放置一焦距為f40cm的凸透鏡，若以單色平行光垂直入射，則在距中央明紋1.6mm處觀察到紅色明條紋，求（1）單色光波長(zhǎng)；（2）中央明紋寬度；（3）第二級(jí)明紋對(duì)應(yīng)的衍射角。在1.6mm處出現(xiàn)的是紅光的第3級(jí)明紋。 例 寬度為a0.6mm的狹縫后放置一焦距為f40cm的凸透鏡，若以單色平行光垂直入射，則在距中央明紋1.6mm處觀察到紅色明條紋，求（1）單色光波長(zhǎng)；（2）中央明紋寬度；（3）第二級(jí)明紋對(duì)應(yīng)的衍射角。例 在寬度為a0.6mm的狹縫后放置一焦距為f80cm的

2、凸透鏡，若以6000A的單色平行光入射，求（1）入射光垂直入射時(shí)，中央明紋寬度及一級(jí)明紋位置；（2）入射光以300角從下向上入射時(shí)的光程差公式及中央明紋位置。 求雷達(dá)監(jiān)視范圍內(nèi)公路的長(zhǎng)度L。 【例】已知：一波長(zhǎng)為 = 30mm的雷達(dá)在距離路邊為雷達(dá)射束與公路成15角，天線寬度a = 0.20m。d =15m處，如圖示：adL15公路解：將雷達(dá)波束看成是單縫衍射的 0 級(jí)明紋解：將雷達(dá)波束看成是單縫衍射的 0 級(jí)明紋由有如圖dL15a公路1所以作業(yè)：練習(xí)十五光柵（grating）光柵是由大量的等寬等間距的平行狹縫 從廣義上理解，任何具有空間周期性的衍射屏，都可叫作光柵。（或反射面）構(gòu)成的光學(xué)元件

3、。光柵是現(xiàn)代科技中常用的重要光學(xué)元件。光通過(guò)光柵衍射可以產(chǎn)生明亮尖銳的亮紋，復(fù)色光入射可產(chǎn)生光譜，用以進(jìn)行光譜分析。光柵的概念a 透光（或反光）部分的寬度光柵常數(shù)用電子束刻制可達(dá)數(shù)萬(wàn)條/mm（d 10-1m）。反射光柵d透射光柵光柵的種類：d(空間周期性的表示)b 不透光（或不反光）部分的寬度普通光柵刻線為數(shù)十條/mm 數(shù)千條/mm，d = a+b二、光柵衍射公式：(1)光柵方程：光柵衍射原理：在單縫衍射基礎(chǔ)上，各縫之間產(chǎn)生干涉的總效應(yīng)復(fù)習(xí)振動(dòng)合成光柵衍射是N個(gè)相位依次相差的光振動(dòng)的疊加(2) 譜線缺級(jí)：缺級(jí)條件：?jiǎn)慰p衍射和多縫衍射干涉的對(duì)比 （d =10a）19個(gè)明條紋缺級(jí)缺級(jí)單縫多縫光柵衍射圖象特點(diǎn)：(1)各級(jí)主極大條紋分布在單縫衍射條紋分布的包 絡(luò)線內(nèi)；(2) 主極大一般有缺級(jí)現(xiàn)象：(3) 主極大明紋細(xì)銳、明亮、稀疏四、白光衍射光譜： 中央白光