大学物理衍射光栅ppt课件.ppt

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1、1,一 光栅,等宽度、等距离的狭缝排列起来的光学元件.,2,二 光栅衍射条纹的形成,光栅常数：,光栅常数,3,相邻两缝间的光程差：,光栅的衍射条纹是衍射和干涉的总效果,这里的明纹也称为主极大,其中 为光栅常数,或写成,光栅常数常是按每厘米刻痕给出,4,光强分布,条纹最高级数,5,光栅中狭缝条数越多，明纹越细.,1 条 缝,20 条 缝,3 条 缝,5 条 缝,条纹与光栅常数的关系,6,一定， 减少， 增大,一定， 增大， 增大,光栅常数越小，明纹越窄，明纹间相隔越远.,入射光波长越大，明纹间相隔越远.,这里一般不是很小不能取近似,7,补充： 谱线缺级现象*,光栅明纹,单缝暗纹条件,当k取某些非

2、零整数使k为整数时, k级谱线缺失.称谓-谱线缺级,上两式同时成立,则有,8,光栅方程可写成,斜入射情况*,如一平行光以与缝面夹角 i, 斜入射平面光栅时,光程差为,注意:这里 i 和 在什么情况下取正(或)负,9,入射光为白光时，形成彩色光谱.,三 衍射光谱,10,例如二级光谱重叠部分光谱范围,二级光谱重叠部分：,11,连续光谱：炽热物体光谱线状光谱：放电管中气体放电带状光谱：分子光谱,衍射光谱分类,光谱分析,由于不同元素（或化合物）各有自己特定的光谱，所以由谱线的成分，可分析出发光物质所含的元素或化合物；还可从谱线的强度定量分析出元素的含量.,12,例1 用白光垂直照射在每厘米有6500条

3、刻痕的平面光栅上，求第三级光谱的张角.,解,红光,紫光,不可见,13,第三级光谱的张角,第三级光谱所能出现的最大波长,绿光,14,1885年伦琴发现，受高速电子撞击的金属会发射一种穿透性很强的射线称射线.,三 X 射线的衍射,15,16,1913年英国布拉格父子提出了一种解释射线衍射的方法，给出了定量结果，并于1915年荣获物理学诺贝尔奖.,17,相邻两个晶面反射的两X射线干涉加强的条件,布拉格公式,入射波,散射波,18,用途 测量射线的波长研究X射线谱，进而研究原子结构；研究晶体的结构，进一步研究材料性能.例如对大分子 DNA 晶体的成千张的X射线衍射照片的分析，显示出DNA分子的双螺旋结构.,布拉格公式,19,DNA 晶体的X衍射照片,DNA 分子的双螺旋结构,END,