高二物理競賽光柵衍射課件

一.一維光柵

(one-dimensionalgrating)

許多等寬度、等距離的狹縫排列起來形成的光學(xué)元件1光柵衍射透射式反射式(閃耀光柵)1.

透射光柵：在玻璃片上刻劃出一系列平行等距的劃痕,刻過的地方不透光

(漫反射)，未刻地方透光。

2.反射光柵：在光潔度很高的金屬表面刻出一系列等間距地平行細(xì)槽。實用光柵通常在

1cm內(nèi)刻有成千上萬條狹縫。SDeviceandphenomenon裝置和現(xiàn)象A：granting光柵E：screen屏幕L1、L2:lens透鏡零級明紋Characteristicsoffringes:bright、sharp、scattered.

條紋特點：亮、細(xì)、疏L1EAL2YI剖面圖：光柵透鏡屏幕光柵常數(shù)(光柵周期)縫(透光部分)寬度

a不透光部分寬度

b2.衍射角相同的光線，會聚在接收屏的相同位置上。1.單縫的夫瑯和費衍射圖樣，不隨縫的上下移動而變化。注意：二.光柵衍射條紋的形成光柵常數(shù)與光柵單位長度的刻痕數(shù)

N的關(guān)系疊加多縫衍射單縫衍射

+

多光束干涉結(jié)論：光柵的衍射條紋是衍射和干涉的總效果相鄰兩縫間的光程差：衍射角明紋位置(干涉主極大)光柵方程1.多光束干涉

條紋最高級數(shù)討論

光強分布例如：一光柵，每毫米內(nèi)有500條縫，求的單色光垂直入射時，譜線的最高級次。最高級次相應(yīng)于最高級次為3級分析：1條縫20條縫3條縫5條縫

光柵中狹縫條數(shù)越多，明紋越窄。中央明紋：第1級主極大：令：則多縫上下兩半寬度內(nèi)相應(yīng)的縫發(fā)的光的光程差若討論：中央明紋的角寬度：相位差均為，即相應(yīng)兩縫出射的光線反相，滿足相消干涉，光強出現(xiàn)極小值——中央明紋旁的第一個極小值。01第1級明紋的角位置中央明紋條紋寬度要比它和第1級明紋的間距小很多明條紋的寬度要比它們的間距小很多多光束干涉的結(jié)果：在幾乎黑暗的背景上出現(xiàn)了一系列又細(xì)又亮的明條紋。可以證明：在這相鄰的兩主極大之間將會出現(xiàn)N–1

個極小值，N–2

個次極大值。極小值條件：0I2.衍射(1)各主極大受到單縫衍射的調(diào)制由于衍射，每一條縫在不同的衍射角的方向上的強度是不同的。Therearediffractionandinterference干涉衍射均考慮：Onlyisthereinterference只考慮多光束干涉：Onlyistherediffraction只考慮單縫衍射:

III1245-1-2-4-5缺級缺級-1-212-22(2)

缺級現(xiàn)象干涉主極大：衍射極?。喝裟骋唤峭瑫r滿足這兩個方程，則k

級主極大缺級N

=4d

=4aIN2I