桂電2014大物AII-衍射

衍射：波能夠繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。水波通過狹縫后的衍射惠更斯原理：介質(zhì)中波動傳播到的各點都可以看作是發(fā)射子波的波源，而在其后的任意時刻，這些子波的包絡(luò)就是新的波前?；莞乖恚翰ǖ难苌洳ǖ难苌鋱A孔衍射單縫衍射**光的衍射現(xiàn)象：夫瑯禾費衍射光源、屏與縫相距無限遠(yuǎn)縫在實驗中實現(xiàn)夫瑯禾費衍射菲涅爾衍射縫光源、屏與縫相距有限遠(yuǎn)菲涅耳衍射和夫瑯和費衍射：菲涅耳半波帶法：縫長暗紋菲涅耳半波帶法：明紋縫長干涉相消（暗紋）（明紋）（介于明暗之間）中央明紋中心菲涅耳半波帶法：在單縫夫瑯和費衍射實驗中，屏上第三級暗紋對應(yīng)于單縫處波面可劃分為

個半波帶，若將縫寬縮小一半，原來第三級暗紋處將是第

級

紋。

例8：明在單縫夫瑯和費衍射實驗中，波長為λ的單色光垂直入射在寬度a=5λ的單縫上，對應(yīng)于衍射角φ的方向上若單縫處波面恰好可分成5個半波帶，則衍射角φ=

。屏幕上與該衍射角對應(yīng)處出現(xiàn)

級

紋。

例9：明在單縫夫瑯和費衍射實驗中，波長為的單色光的第三級明紋與波長為630nm的單色光的第二級明紋恰好重合，試計算波長。例3：出現(xiàn)三級明紋：出現(xiàn)二級明紋：暗紋坐標(biāo)：光強分布：中央明紋的寬度用白光光源進(jìn)行實驗。思考：進(jìn)行下列操作，單縫衍射條紋將怎樣變化？將整套裝置浸入水中；將單縫稍稍向上平移；入射光斜向上地入射到單縫上；中央明紋兩側(cè)出現(xiàn)彩色條紋條紋不變條紋上移條紋上移條紋變窄將透鏡稍稍向上平移；使用大焦距透鏡且將屏幕移到新的焦平面上；將屏幕向后平移；條紋消失條紋變寬艾里斑圓孔衍射**最小分辨角光學(xué)儀器分辨率光學(xué)儀器的分辨率孔徑D干涉與衍射的區(qū)別：干涉是有限束光的相干疊加，而衍射是無數(shù)個子波的相干疊加干涉中不同級次條紋光強是一樣的，而衍射中不同級次條紋的光強是不同的干涉條紋是等間距的，而衍射中中央明紋的寬度是其他條紋寬度的兩倍雙縫干涉與單縫衍射明暗條紋的條件是相反的。練習(xí)4：一雙縫，縫距d=0.4mm，兩縫寬度都是b=0.08mm，用波長λ=480nm的平行光垂直照射雙縫，在雙縫后面放一焦距f=2m的透鏡，試求：（1）在透鏡焦平面處的屏上，雙縫干涉條紋的寬度。（2）在單縫衍射中央明紋范圍內(nèi)的雙縫干涉明紋數(shù)目N和相應(yīng)的級次1條縫20條縫3條縫5條縫光柵衍射條紋光柵：許多等寬度、等距離的狹縫排列起來形成的光學(xué)元件.衍射角光柵衍射光柵常數(shù)衍射角光柵衍射條紋的形成光柵方程：光柵常數(shù)越小，明紋間隔越遠(yuǎn)入射光波長越小，明紋間隔越近最高級數(shù)：光強分布asin

=k'

k'=±1,±2,···缺極時衍射角同時滿足：(a+b

)sin

=k

k=0,±1,±2,···即：

k=(a+b)

/a·k'

k

就是所缺的級次由于單縫衍射的影響，在應(yīng)該出現(xiàn)亮紋的地方，不再出現(xiàn)亮紋。縫間光束干涉極大單縫衍射極小缺級現(xiàn)象缺級：對某一定波長的垂直入射光，衍射光柵的屏幕上只能出現(xiàn)零級和一級主極大，欲使屏幕上出現(xiàn)更高級次的主極大，應(yīng)該（）（A）換一個光柵常數(shù)較小的光柵（B）換一個光柵常數(shù)較大的光柵（C）將光柵向靠近屏幕的方向移動（D）將光柵向遠(yuǎn)離屏幕的方向移動B例10：某單色光垂直入射到光柵上，衍射光譜中共出現(xiàn)了5條明條紋。若已知此光柵縫寬度與不透明部分寬度相等，那么在中央明紋一側(cè)的兩條明紋分別是第

和第

級明紋？13例11：波長為600nm的單色光垂直照在光柵上，第二級明紋出現(xiàn)在sin

=0.2

處。第四級缺級。試求：（1）光柵常數(shù)d。（2）光柵中單縫的最小寬度a。（3）在全屏中出現(xiàn)的全部級數(shù)N。練習(xí)5：入射光為白光時，不同，不同，按波長分開形成光譜.一級光譜二級光譜三級光譜衍射光譜光柵方程：1885年倫琴發(fā)現(xiàn)，受高速電子撞擊的金屬會發(fā)射一種穿透性很強的射線稱Ｘ射線．X射線冷卻水<X射線的衍射勞厄斑點鉛板單晶片照像底片單晶片的衍射1912年勞厄?qū)嶒瀀射線的衍射布拉格反射入射波散射波掠射角晶格常數(shù)干涉加強的條件：布拉格公式X射線的衍射測量射線的波長研究X射線譜，進(jìn)而研究原子結(jié)構(gòu)；研究晶體的結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步研究材料性能.DNA晶體的