資源描述：
《衍射光柵由大量等間距、等寬度平行狹縫所組成光學(xué)元.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、衍射光柵：由大量等間距、等寬度的平行狹縫所組成的光學(xué)元件。用于透射光衍射的叫透射光柵。用于反射光衍射的叫反射光柵。光柵常數(shù)：d=a+b數(shù)量級(jí)為10-5~10-6m條紋特點(diǎn)：亮、細(xì)、疏8-5光柵衍射與光柵光譜衍射條紋的形成:1）各單縫分別同時(shí)產(chǎn)生單縫衍射各單縫衍射的平行光產(chǎn)生多光干涉。2）注意：每一個(gè)單縫衍射的圖樣和位置都是一樣的。Isin?sin?一、衍射光柵多縫干涉單縫衍射只有衍射只有干涉1.光柵方程從不同單縫射出的平行光依次相差相同的光程BC或相同的相位差??各單縫衍射的平行光產(chǎn)生什么樣的多縫干涉？abdBCabdBCabdBCabdBC各狹縫
2、上的子波波源一一對(duì)應(yīng)，且滿足相干條件。多縫干涉相鄰狹縫對(duì)應(yīng)點(diǎn)在衍射角?方向上的光程差滿足：k=0,1,2,3···主極大級(jí)數(shù)則相干加強(qiáng)，形成明條紋。此式稱為光柵公式。多縫干涉明條紋也稱為主極大明條紋abdBC明紋處的合振幅應(yīng)該是光柵N個(gè)單縫的光振動(dòng)的疊加，亮度相對(duì)單縫衍射明紋大得多。多縫干涉各狹縫衍射出來(lái)的光因干涉相消則出現(xiàn)暗條紋理論和實(shí)驗(yàn)表明：N條光柵圖樣中，兩個(gè)相鄰主極大之間，分布著N-1條暗條紋和N-2條次級(jí)明條紋。abdBCk=0,1,2,3···主極大級(jí)數(shù)光柵常數(shù)越小，衍射角越大，相鄰明紋間距越大，越有利于分辨和測(cè)量光柵衍射多縫干涉單縫衍
3、射光柵衍射是單縫衍射和縫間光線干涉兩種效應(yīng)的疊加效果。亮紋的位置決定于縫間光線明紋干涉的結(jié)果，光強(qiáng)分布受單縫衍射光強(qiáng)分布調(diào)制的結(jié)果。光柵衍射的結(jié)論：每個(gè)單縫的衍射光強(qiáng)決定于來(lái)自各單縫的光振幅矢量Ai的大小，它隨衍射角?而變化。而多縫干涉主極大的光強(qiáng)決定于N·Ai，受Ai大小的制約。*光柵衍射圖樣的特點(diǎn)：在比較暗的背景上出現(xiàn)一系列分得很開(kāi)的細(xì)窄亮條紋。光柵的縫數(shù)越多，明紋越細(xì)越亮。III1245-1-2-4-5綜合：如果只有衍射：如果只有干涉：干涉、衍射均有之：缺級(jí)缺級(jí)-1-212-22縫數(shù)N=5時(shí)光柵衍射的光強(qiáng)分布圖k=1k=2k=0k=4k=5k
4、=-1k=-2k=-4k=-5k=3k=-3k=6k=-6次極大極小值包絡(luò)線為單縫衍射的光強(qiáng)分布圖中央亮紋*光柵衍射圖樣主極大亮紋()a·sin?=±k'?k'=1,2,···缺極時(shí)衍射角同時(shí)滿足：(a+b)·sin?=±k?k=0,1,2,···即缺級(jí)條件：k=(a+b)/a·k'k就是所缺的主極大級(jí)次缺級(jí)由于單縫衍射的影響，在應(yīng)該出現(xiàn)干涉極大（亮紋）的地方，不再出現(xiàn)亮紋縫間光束干涉極大條件單縫衍射極小條件2.缺級(jí)現(xiàn)象k=1k=2k=0k=4k=5k=-1k=-2k=-4k=-5k=3k=-3k=6缺級(jí)k=-6缺級(jí)：k=±3,±6,±9,...缺
5、級(jí)光柵衍射第三級(jí)極大值位置單縫衍射第一級(jí)極小值位置=====+392613k’kaba若：垂直入射時(shí)：(a+b)sin?=±k?k=0,1,2,3···單色平行光傾斜地射到光柵上相鄰兩縫的入射光在入射到光柵前已有光程差（a+b)sin?0(a+b)(sin??sin?0)=±k?k=0,1,2,3···則斜入射的光柵方程為：同側(cè)取“+”異側(cè)取“-”[例1]用每厘米有5000條的光柵，觀最多能看到3級(jí)條紋。問(wèn)：1.光線垂直入射時(shí)；2.光線以30o角解：1.由光柵公式：()ab+sin=klj=sin1當(dāng)時(shí)，k有最大值。jsin()ab+k=jl=58
6、93A0l5.893×10-7=~~32×10-6ab+=50001×10-2=2×10-6m察鈉光譜線，傾斜入射時(shí)，最多能看到幾級(jí)條紋？θ=300在進(jìn)入光柵之前有一附加光程差A(yù)B，所以：~~5ABBC+δ=2.傾斜入射xfo屏A.BC..θj=kθ()ab+sin+()sin光柵公式變?yōu)椋簂j=θ()ab+sin+()sinjθ=()ab+sin()ab+sin+j=kθ()ab+sin+()sinjlxf0?屏二.光柵光譜白光的光柵光譜(a+b)sin?=±k?如果有幾種單色光同時(shí)投射在光柵上，除中央明紋外，每一組（同一級(jí)數(shù)k）譜線都是由同級(jí)的
7、不同顏色的明條紋按波長(zhǎng)順序排列成的衍射花樣，稱光柵光譜二.光柵光譜從中央明紋往外看，側(cè)形成由紫色到紅色對(duì)稱排列的彩色譜線級(jí)數(shù)越高，相鄰兩級(jí)譜線間距就越大，就會(huì)出現(xiàn)相鄰組光譜的重疊白光的光柵光譜：(a+b)sin?=±k?例2、波長(zhǎng)為6000?的單色光垂直入射在一光柵上，第二級(jí)明紋出現(xiàn)在sin?2=0.2處，第4級(jí)為第一個(gè)缺級(jí)。求(1)光柵上相鄰兩縫的距離是多少？(2)狹縫可能的最小寬度是多少？(2)狹縫可能的最小寬度是多少？(3)按上述選定的a、b值，實(shí)際上能觀察到的全部明紋數(shù)是多少？解:(1)光柵常數(shù)一定時(shí)，a越小，缺級(jí)越出現(xiàn)在對(duì)應(yīng)衍射角大的地方
8、在-900
