光的衍射-光栅衍射.ppt

一、光栅,1.光栅大量等宽等间距的平行狭缝(或反射面)构成的光学元件。,3.光栅常数、衍射角、衍射现象,12-9 光栅衍射,反射光栅,d,透射光栅,2.种类,(,),a,b,+,a,b,光栅常数,缝宽,不透光部分宽度,相邻两缝光线的光程差,10,4,10,6,m,光栅方程：,产生主明纹,（k=0,1,2,3）,缝数 N=5 时光栅衍射的光强分布图,包络线为单缝衍射的光强分布图,k=1,k=2,k=0,k=4,k=5,k=-1,k=-2,k=-4,k=-5,k=3,k=-3,中央明纹,k=6,k=-6,光栅衍射是单缝衍射和多缝干涉两种效应的叠加，亮纹的位置决定于多缝干涉的结果。,二、衍射对多缝干涉的影响,光栅衍射是单缝衍射和缝间光线干涉两种效应的叠加，亮纹的位置决定于缝间光线干涉的结果。,缝数 N=5时光栅衍射的光强分布图,主明纹,干涉,(,),k=1,k=2,k=0,k=4,k=5,k=-1,k=-2,k=-4,k=-5,k=3,k=-3,中央亮纹,k=6,k=-6,光栅衍射是单缝衍射和缝间光线干涉两种效应的叠加，亮纹的位置决定于缝间光线干涉的结果。,缝数 N=5 时光栅衍射的光强分布图,次明纹,k=1,k=2,k=0,k=4,k=5,k=-1,k=-2,k=-4,k=-5,k=3,k=-3,k=6,k=-6,光栅衍射是单缝衍射和缝间光线干涉两种效应的叠加，亮纹的位置决定于缝间光线干涉的结果。,缝数 N=5 时光栅衍射的光强分布图,极小值,k=1,k=2,k=0,k=4,k=5,k=-1,k=-2,k=-4,k=-5,k=3,k=-3,k=6,k=-6,光栅衍射是单缝衍射和缝间光线干涉两种效应的叠加，亮纹的位置决定于缝间光线干涉的结果。,缝数 N=5 时光栅衍射的光强分布图,主明纹,干涉,(,),包络线为单缝衍射的光强分布图,k=1,k=2,k=0,k=4,k=5,k=-1,k=-2,k=-4,k=-5,k=3,k=-3,中央亮纹,k=6,k=-6,由于单缝衍射的影响，在应该出现干涉极大（亮纹）的地方，不再出现亮纹，称为缺级。,三、缺级,由于单缝衍射的影响，在应该出现干涉极大（亮纹）的地方，不再出现亮纹，称为缺级。,出现缺级必须满足下面两个条件：,缝间光束干涉极大条件,单缝衍射极小条件,缺级条件为：,三、缺级,（整数比）,单缝：,双缝：,若：,当,时，,最多能看到7级条纹。,解.（1）由光栅公式,例题1、用每毫米500条栅纹的光栅，观察钠光谱线（=590nm）问：（1）光线垂直入射；（2）光线以入射角30入射时，最多能看到几级条纹？,（2）光线以入射角30入射时，最多能看到几级条纹？,k最大,取 k=-1,k最小,（2）光线以入射角30入射时，最多能看到几级条纹？,k最大,取 k=1,k最小,例题2、一单色光垂直入射在光栅上，衍射光谱中共出现条明条纹，若已知此光栅缝宽与不透明部分相等，那么在中央明纹一侧的两条明纹分别是第几级谱线？,(答案：1,3),二级光谱,一级光谱,三级光谱,光栅光谱*,复色光照射光栅时，谱线按波长向外侧依次分开排列，形成光栅光谱。,一级光谱,光栅光谱*,中央明纹,负一级光谱,