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文檔簡介
第14(Diffractionof 原§14.2單縫 禾費衍§14.3圓 禾費衍射光學儀器的分辨本§14.4柵衍射光柵§14.5X射線的一.光的衍射
原光線繞 物線度與波長可比擬d~ 陰陰影二 — 原nds
ds
,dA2S:A衍射 觀察 S*
衍射 觀察 103§14.2單縫 禾費衍
透鏡
色S 光源f
·p0Afa二 半波帶ACa衍射角不同,
(1oθo(2(1 (2 (1 (2aa(二 半波帶最大光程BCasina
(1θ(2(1 (2(1 (2(
oxPf a二.半波O點處:0, — 明紋(中心 衍asin →兩個“半波帶”上發(fā)的光在P BaA
2a
θA當衍射角θ
asin 可將縫分成三個“半波帶” 當asin ,可將縫分成四帶”發(fā)的光在P 紋 θ
asink,k1,2,3asin(2k1)2
,2,3asin 明紋
I/ -2(
-(/a)0
2( 0 明紋,ka
k暗紋,k2k1明紋,k 20,零級明
xxf
fk,暗,k sintgf
f2k1,明,k x(很小 x Asin角寬度 22 x0衍射屏
2f12fa觀測* *0f
I次極大條紋寬度xf1 波長對條紋寬度的影 波長越長,條紋寬度越縫寬變化對條紋的影x1 f I Ia
當 時
x只顯出單一的明條紋五.光強分布 明紋=波面上所有光強之和a不變:k IAB波面上半波帶IC 2 2
1).當a確定,衍射顯著衍射不顯著白光照射 明紋為白色,二側(cè)為彩色條紋(紫紅 2當確定,a衍射不顯著若a0(即光直 aa
0 明紋,kk暗紋,k2k1明紋,k2RRfo單縫上下移動,根據(jù)透鏡成像原理衍射圖不 例1、一束波長為=5000?的平行光垂直照射在一個單縫上。a=0.5mm,f=1m,如果在屏幕上離 x=3.5mm處的P點為一亮紋,試求(a)該P處亮紋的級數(shù);(b)從P處看,狹縫處的波陣面可分割成幾個半波帶? asin(2k1)/ 亮sintgx/
Ak a
A1. (bk=3asin(2k1)7
aA θB 例2:在單
第一級 暗亮
asin:k asin6:2bsinasin163 :asin(2k1):
(k1,2,?)(k§14.3光學儀器的分辨圓孔
相對
I/衍射
觀察
1.22(/D)
1.22 DDD
愛里 *0 最小分辨角 1.22
R1
DR
DD2112L
1. D射電望遠 波多黎各射電望遠狹縫平光柵N
§14.4光柵透射光 反射光dd
a b 光柵常數(shù)da+b從廣義上理解,任何具有空間周期性的衍射二.光柵衍射——多縫 dI (a+b)sin多縫 效應(yīng):研究入射光(a+b)sin光程差absin位相22(ab)sinN合振幅:A
光柵方
k=0,1,2, AIN2 屏(ab)f (ab) f
(ab
x
a
NA0
absinmN2m (abN2m (mNkm=12N1),(N+1N+2.2N1 (2N+1(N1個極
N1個極 2相鄰主極大(明紋)間:N-1N相鄰主極大(明紋)間:N-1N-2條次級大(次明紋縫數(shù)N縫數(shù)N=5時中紋k=-k=-k=-k=-k=-k=-N-1N-2條次級大(次明紋制——各明紋包絡(luò)線就是單缺極現(xiàn)象當多 absin
kab單縫衍射極?。篴sin
主極 縫數(shù)N=5時光柵衍射的光強分布
缺k=-k=-
k=-
k=-
k=-
k=-
缺級9 ab
kaba
19個明條 三.斜入射的光柵方
d(sinsind(sinsini)LdLdsinPio*fd
3:已知ab3a,=0.3a光線垂直入射到光上(absin900kk3)ak
2k121 ∵sin900處不出現(xiàn)條紋因此Nmax19條又∵光柵條紋中存在缺
即(absin
亮紋
k(ab)asin缺級:k3k,
(暗紋 kNmax291613(1)x
xka 1
x光柵常數(shù)abN
最大級次k對應(yīng) ,則kab
(ab)(sinsin 斜入射時,(ab)(sinsin) 項
(ab)(sin300sin900) 取 (ab)[(sin300sin(900)]k
取k2=-共可觀察到7條明條紋(1例5.雙縫縫距d=0.40mm,在雙縫后放一焦距f=2.0m:(1) 解:(1)對雙 第k級明紋dsin第k級明紋在屏上的 f fsinf x
k 2
2.4103(2)單縫衍 亮紋的寬度為第1級暗紋間距asindsin
dka即在單縫衍 明紋范圍內(nèi),只k0,1,2,3,4級明紋→所以雙 明紋的數(shù)目N雙 條紋既考 又考慮衍 射的調(diào)制.在d=2a雙縫 I0d2缺-2-3
-1
1單縫衍射缺233
sin 1. -2 -1
0
1 2§14.5X射線的一.X1895年 .X射線.X射線是波長很短的電磁波X射線0.01100埃,介于紫外和X射線 陰
陽(對陰極+人類第一張骨骼X射線(Laue)實驗(1912)證實了X鉛 晶體可看作 維立體光 根 斑點的 布可算出晶面間掌握晶體點陣二.X12晶面
d
B dsin
d(晶格常數(shù) 衍射中心每個原子都是散射子波的子波點間散射光的干涉
3.面間散射光 ACCB2dsin 2dsink(k1,2,?) 已知、可測d—X已知、d可測X射線光譜分析。四.實際觀察X射線衍射的作法 德拜X射線●直接相 獎列居里夫婦因發(fā)現(xiàn)放射性元素鐳而共同獲 德國科學 瑞典科學家西格班因研究X射線光譜學 物理學獎X射線的波
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