衍射:,波能够绕过障碍物继续传播的现象1,惠更斯原理:,介质中波动传播到的各点都可以看作是发射子波的波源,而在其后的任意时刻,这些子波的包络就是新的波前惠更斯原理:,,2,波的衍射,,3,光的衍射现象:,,4,菲涅耳衍射和夫琅和费衍射:,,5,菲涅耳半波带法:,,,,,,,,,,,,,,,,,暗纹,,6,,,,,,,,菲涅耳半波带法:,,,,,明纹,7,,干涉相消(暗纹),(明纹),(介于明暗之间),中央明纹中心,菲涅耳半波带法:,,8,在单缝夫琅和费衍射实验中,屏上第三级暗纹对应于单缝处波面可划分为 个半波带,若将缝宽缩小一半,原来第三级暗纹处将是第 级 纹例1:,,明,9,在单缝夫琅和费衍射实验中,波长为λ的单色光垂直入射在宽度a=5λ的单缝上,对应于衍射角φ的方向上若单缝处波面恰好可分成5个半波带,则衍射角φ= 屏幕上与该衍射角对应处出现 级 纹例2:,,明,10,在单缝夫琅和费衍射实验中,波长为 的单色光的第三级明纹与波长为630nm的单色光的第二级明纹恰好重合,试计算波长 例3:,,出现三级明纹:,出现二级明纹:,,11,暗纹坐标:,12,,,,,,,光强分布:,,13,用白光光源进行实验。
思考:,,进行下列操作,单缝衍射条纹将怎样变化?,将整套装置浸入水中;,将单缝稍稍向上平移;,入射光斜向上地入射到单缝上;,中央明纹两侧出现彩色条纹,条纹不变,条纹上移,条纹上移,条纹变窄,将透镜稍稍向上平移;,使用大焦距透镜且将屏幕移到新的焦平面上;,将屏幕向后平移;,条纹消失,条纹变宽,14,圆孔衍射,,15,,,,,,,,,,,,,,最小分辨角,光学仪器分辨率,,光学仪器的分辨率,,孔径D,16,干涉与衍射的区别:,,干涉是有限束光的相干叠加,而衍射是无数个子波的相干叠加,干涉中不同级次条纹光强是一样的,而衍射中不同级次条纹的光强是不同的,干涉条纹是等间距的,而衍射中中央明纹的宽度是其他条纹宽度的两倍,双缝干涉与单缝衍射明暗条纹的条件是相反的17,例4:,,一双缝,缝距d=0.4mm,两缝宽度都是b=0.08mm,用波长λ=480nm的平行光垂直照射双缝,在双缝后面放一焦距f=2m的透镜,试求: (1)在透镜焦平面处的屏上,双缝干涉条纹的宽度 (2)在单缝衍射中央明纹范围内的双缝干涉明纹数目N10个条纹宽度,5级条纹缺级,18,1 条 缝,20 条 缝,3 条 缝,5 条 缝,光栅衍射条纹,,19,光栅:许多等宽度、等距离的狭缝排列起来形成的光学元件.,光栅衍射,,20,,,光栅常数,光栅衍射条纹的形成,,光栅方程:,最高级数:,一般谱线间距:,21,一束平行光垂直入射到某个光栅上,该光束有两种波长的光,λ1=440 nm,λ2=660 nm。
实验发现,两种波长的谱线(不计中央明纹)第二次重合于衍射角φ=60°的方向上.求此光栅的光栅常数d.,练习3:,,22,光强分布,,23,a sin =k',k'=±1, ±2,· · ·,缺极时衍射角同时满足:,(a+ b )sin =k,k=0,±1, ±2, · · ·,即: k =(a+b) /a· k',k 就是所缺的级次,由于单缝衍射的影响,在应该出现亮纹的地方,不再出现亮纹缝间光束干涉极大,单缝衍射极小,缺级现象,,缺级:,24,对某一定波长的垂直入射光,衍射光栅的屏幕上只能出现零级和一级主极大,欲使屏幕上出现更高级次的主极大,应该 ( ),(A)换一个光栅常数较小的光栅 (B)换一个光栅常数较大的光栅 (C)将光栅向靠近屏幕的方向移动 (D)将光栅向远离屏幕的方向移动,B,例5:,,25,某单色光垂直入射到光栅上,衍射光谱中共出现了5条明条纹若已知此光栅缝宽度与不透明部分宽度相等,那么在中央明纹一侧的两条明纹分别是第 和第 级明纹?,1,3,例6:,,26,入射光为白光时, 不同, 不同,按波长分开形成光谱.,衍射光谱,,光栅方程:,27,单缝衍射 圆孔衍射,光栅衍射,菲涅耳半波带法:,条纹宽度:,光栅方程:,,暗,明,光学仪器的分辨率:,明,,缺级,缺级条件:,最高级数:,暗,光的衍射小结,28,。