高二物理競(jìng)賽光柵光譜儀課件

第四章衍射光柵§1、

光柵光譜儀光柵的色分辨本領(lǐng)1）瑞利判據(jù)：色散本領(lǐng)只能反映譜線中心分離的程度，不能說(shuō)明兩條譜線重疊得是否可以分辨，是兩譜線剛能分辨的瑞利判據(jù)。2）色分辨本領(lǐng)的定義：波長(zhǎng)與在其附近剛可被分辨的兩條譜線的最小波長(zhǎng)間隔之比由有：得：3）討論：與成正比，與無(wú)關(guān)。一個(gè)寬的光柵，每毫米內(nèi)有1200條狹縫，求在的一級(jí)光譜附近剛能分辨的最小波長(zhǎng)差為多少？4）例題：解：

得：，量程與自由光譜范圍1）量程（1）量程的定義：最大待測(cè)波長(zhǎng)（2）最大待測(cè)波長(zhǎng)值：

2）自由光譜范圍（1）自由光譜范圍定義：光譜區(qū)之間不重疊的光譜范圍（2）自由光譜范圍值：自由光譜范圍：時(shí)：閃耀光柵1）閃耀光柵的結(jié)構(gòu)和光路：閃耀角：槽面法線方向：槽面寬度：光柵平面法線方向：槽面間隔且有：兩種入射方式：平行光線以垂直槽面或垂直光柵平面方式入射。2）透射光柵的缺點(diǎn)無(wú)色散的零級(jí)干涉主極強(qiáng)占有光能的很大一部分單元衍射零級(jí)極強(qiáng)與縫間干涉零級(jí)主極強(qiáng)重疊原因：3）閃耀光柵的特點(diǎn)（1）單元衍射零級(jí)極強(qiáng)與某一個(gè)非零級(jí)干涉主極強(qiáng)重疊。（2）除與單元零級(jí)衍射極強(qiáng)重疊的干涉主極強(qiáng)外，其余縫間干涉主極強(qiáng)均缺級(jí)。因?yàn)椋耗芰繋缀跞考械揭粋€(gè)非零級(jí)彩色干涉主極強(qiáng)上形成了強(qiáng)烈的彩色閃耀光譜缺級(jí)公式變成：4）平行光垂直槽面入射時(shí)在單元衍射零級(jí)極強(qiáng)方向上滿足縫間干涉極大的光程差條件此時(shí)單元衍射零級(jí)極大方向沿垂直槽面方向相鄰槽面間的入反射光線沿此方向的光程差為：令:滿足這個(gè)條件的波長(zhǎng)附近的一級(jí)光譜被閃耀5）平行光垂直光柵平面入射時(shí)在單元衍射零級(jí)極強(qiáng)方向上滿足縫間干涉極大的光程差條件此時(shí)單元衍射零級(jí)極大方向沿與入射光夾角的反射方向相鄰槽面間的入反射光線沿此方向的光程差為：，令:滿足這個(gè)條件的波長(zhǎng)附近的一級(jí)光譜被閃耀分析紅外波段附近的一級(jí)光譜，決定選用閃耀角為的光柵，問(wèn)當(dāng)平行光以垂直槽面方向入射時(shí)光柵的刻槽密度應(yīng)為多少？6）例題：解：

條/mm菲涅耳公式位相關(guān)系與半波損失問(wèn)題1）電矢量的p反射分量在入射角等于布儒斯特角時(shí)發(fā)生突變：光疏到光密，由正變負(fù)。光密到光疏，由負(fù)變正2）正入射時(shí)位相的變化

n1<n2n1>n2rp+-rs-+tp++ts++3）掠射時(shí)位相的變化4）半波損失由于電矢量的位相在界面上發(fā)生突變，好象少走或多走了半個(gè)波長(zhǎng)光程，所以成為“半波損失”反射和折射時(shí)的偏振的變化1）P分量和S分量不一致、反射時(shí)的躍變，將會(huì)改變?nèi)肷涔獾钠駪B(tài)2）自然光入射時(shí)，反射光和折射光一般是部分偏振光3）入射光是圓偏振光時(shí)，反射光和折射光一般是橢圓偏振光4）入射光是線偏振光時(shí)，反射光和折射光仍然是線偏振光，但偏振方向可能發(fā)生改變5