高二物理競(jìng)賽：衍射光柵課件

1一、光柵衍射現(xiàn)象大量等間距、等寬度的平行狹縫組成的光學(xué)元件.衍射角光柵常數(shù)大小2衍射角明條紋位置滿(mǎn)足：相鄰兩縫間的光程差：二、光柵衍射規(guī)律光柵的衍射條紋是單縫衍射和多縫干涉的總效果.光柵常數(shù)：1.光柵公式3如果平行光傾斜地入射到光柵上，如圖：

光柵公式當(dāng)與在法線(xiàn)同側(cè)，圖(a)，公式取“+”號(hào)當(dāng)與在法線(xiàn)異側(cè)，圖(b)，公式取“-”號(hào)42.暗紋條件暗條紋位置滿(mǎn)足:在相鄰兩主極大之間分布有(N－1)個(gè)暗條紋和(N－2)個(gè)光強(qiáng)極弱的次級(jí)明條紋，這些明條紋幾乎是觀(guān)察不到的，因此實(shí)際上在兩個(gè)主極大之間是一片連續(xù)的暗區(qū).縫數(shù)N愈多，暗條紋也愈多，因而暗區(qū)愈寬，明條紋愈細(xì)窄.53.單縫衍射對(duì)光強(qiáng)分布的影響如圖所示，是一個(gè)N＝5的光柵強(qiáng)度分布示意圖6缺級(jí)條件同時(shí)滿(mǎn)足4.缺級(jí)現(xiàn)象一般只要為整數(shù)比時(shí)，對(duì)應(yīng)的k級(jí)明條紋位置一定出現(xiàn)缺級(jí)現(xiàn)象.7入射光為白光時(shí)，不同，按波長(zhǎng)各分開(kāi)形成光譜.一級(jí)光譜二級(jí)光譜三級(jí)光譜三、光柵光譜8例14.5一個(gè)每厘米均勻刻有200條刻線(xiàn)的光柵，用白光照射，在光柵后放一焦距為f＝500cm的透鏡，在透鏡的焦平面處有一個(gè)屏幕，如果在屏幕上開(kāi)一個(gè)Δx＝1mm寬的細(xì)縫，細(xì)縫的內(nèi)側(cè)邊緣離中央極大中心5.0cm，如圖所示.試求什么波長(zhǎng)范圍的可見(jiàn)光可通過(guò)細(xì)縫？解光柵常數(shù)為9和都很小，所以，根據(jù)光柵方程可通過(guò)細(xì)縫的可見(jiàn)光波波長(zhǎng)范圍為10一、圓孔衍射艾里斑：艾里斑直徑11二、光學(xué)儀器的分辨率瑞利指出，對(duì)于任何一個(gè)光學(xué)儀器，如果一個(gè)物點(diǎn)衍射圖樣的愛(ài)里斑中央最亮處恰好與另一個(gè)物點(diǎn)衍射圖樣的第一個(gè)最暗處相重合，則認(rèn)為這兩個(gè)物點(diǎn)恰好可以被光學(xué)儀器所分辨.12光的衍射限制了光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)光學(xué)儀器的分辨能力13**最小分辨角光學(xué)儀器分辨率光學(xué)儀器的通光孔徑14例14.7一直徑為2mm的氦氖激光束射向月球表面，其波長(zhǎng)為632.8nm，已知月球和地面的距離為

.試求：(1)在月球上得到的光斑的直徑有多大？(2)如果這激光束經(jīng)擴(kuò)束器擴(kuò)展成直徑為2m，則在月球表面上得到的光斑直徑將為多大？在激光測(cè)距儀中，通常采用激光擴(kuò)束器，這是為什么？解

(1)以表示光斑的直徑，L表示月球到地球的距離，是激光束的直徑