桂電2014大物AII-衍射

衍射：波能夠繞過(guò)障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。水波通過(guò)狹縫后的衍射惠更斯原理：介質(zhì)中波動(dòng)傳播到的各點(diǎn)都可以看作是發(fā)射子波的波源，而在其后的任意時(shí)刻，這些子波的包絡(luò)就是新的波前。惠更斯原理：波的衍射波的衍射圓孔衍射單縫衍射**光的衍射現(xiàn)象：夫瑯禾費(fèi)衍射光源、屏與縫相距無(wú)限遠(yuǎn)縫在實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)夫瑯禾費(fèi)衍射菲涅爾衍射縫光源、屏與縫相距有限遠(yuǎn)菲涅耳衍射和夫瑯和費(fèi)衍射：菲涅耳半波帶法：縫長(zhǎng)暗紋菲涅耳半波帶法：明紋縫長(zhǎng)干涉相消（暗紋）（明紋）（介于明暗之間）中央明紋中心菲涅耳半波帶法：在單縫夫瑯和費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，屏上第三級(jí)暗紋對(duì)應(yīng)于單縫處波面可劃分為

個(gè)半波帶，若將縫寬縮小一半，原來(lái)第三級(jí)暗紋處將是第

級(jí)

紋。

例8：明在單縫夫瑯和費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，波長(zhǎng)為λ的單色光垂直入射在寬度a=5λ的單縫上，對(duì)應(yīng)于衍射角φ的方向上若單縫處波面恰好可分成5個(gè)半波帶，則衍射角φ=

。屏幕上與該衍射角對(duì)應(yīng)處出現(xiàn)

級(jí)

紋。

例9：明在單縫夫瑯和費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，波長(zhǎng)為的單色光的第三級(jí)明紋與波長(zhǎng)為630nm的單色光的第二級(jí)明紋恰好重合，試計(jì)算波長(zhǎng)。例3：出現(xiàn)三級(jí)明紋：出現(xiàn)二級(jí)明紋：暗紋坐標(biāo)：光強(qiáng)分布：中央明紋的寬度用白光光源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。思考：進(jìn)行下列操作，單縫衍射條紋將怎樣變化？將整套裝置浸入水中；將單縫稍稍向上平移；入射光斜向上地入射到單縫上；中央明紋兩側(cè)出現(xiàn)彩色條紋條紋不變條紋上移條紋上移條紋變窄將透鏡稍稍向上平移；使用大焦距透鏡且將屏幕移到新的焦平面上；將屏幕向后平移；條紋消失條紋變寬艾里斑圓孔衍射**最小分辨角光學(xué)儀器分辨率光學(xué)儀器的分辨率孔徑D干涉與衍射的區(qū)別：干涉是有限束光的相干疊加，而衍射是無(wú)數(shù)個(gè)子波的相干疊加干涉中不同級(jí)次條紋光強(qiáng)是一樣的，而衍射中不同級(jí)次條紋的光強(qiáng)是不同的干涉條紋是等間距的，而衍射中中央明紋的寬度是其他條紋寬度的兩倍雙縫干涉與單縫衍射明暗條紋的條件是相反的。練習(xí)4：一雙縫，縫距d=0.4mm，兩縫寬度都是b=0.08mm，用波長(zhǎng)λ=480nm的平行光垂直照射雙縫，在雙縫后面放一焦距f=2m的透鏡，試求：（1）在透鏡焦平面處的屏上，雙縫干涉條紋的寬度。（2）在單縫衍射中央明紋范圍內(nèi)的雙縫干涉明紋數(shù)目N和相應(yīng)的級(jí)次1條縫20條縫3條縫5條縫光柵衍射條紋光柵：許多等寬度、等距離的狹縫排列起來(lái)形成的光學(xué)元件.衍射角光柵衍射光柵常數(shù)衍射角光柵衍射條紋的形成光柵方程：光柵常數(shù)越小，明紋間隔越遠(yuǎn)入射光波長(zhǎng)越小，明紋間隔越近最高級(jí)數(shù)：光強(qiáng)分布asin

=k'

k'=±1,±2,···缺極時(shí)衍射角同時(shí)滿(mǎn)足：(a+b

)sin

=k

k=0,±1,±2,···即：

k=(a+b)

/a·k'

k

就是所缺的級(jí)次由于單縫衍射的影響，在應(yīng)該出現(xiàn)亮紋的地方，不再出現(xiàn)亮紋?？p間光束干涉極大單縫衍射極小缺級(jí)現(xiàn)象缺級(jí)：對(duì)某一定波長(zhǎng)的垂直入射光，衍射光柵的屏幕上只能出現(xiàn)零級(jí)和一級(jí)主極大，欲使屏幕上出現(xiàn)更高級(jí)次的主極大，應(yīng)該（）（A）換一個(gè)光柵常數(shù)較小的光柵（B）換一個(gè)光柵常數(shù)較大的光柵（C）將光柵向靠近屏幕的方向移動(dòng)（D）將光柵向遠(yuǎn)離屏幕的方向移動(dòng)B例10：某單色光垂直入射到光柵上，衍射光譜中共出現(xiàn)了5條明條紋。若已知此光柵縫寬度與不透明部分寬度相等，那么在中央明紋一側(cè)的兩條明紋分別是第

和第

級(jí)明紋？13例11：波長(zhǎng)為600nm的單色光垂直照在光柵上，第二級(jí)明紋出現(xiàn)在sin

=0.2

處。第四級(jí)缺級(jí)。試求：（1）光柵常數(shù)d。（2）光柵中單縫的最小寬度a。（3）在全屏中出現(xiàn)的全部級(jí)數(shù)N。練習(xí)5：入射光為白光時(shí)，不同，不同，按波長(zhǎng)分開(kāi)形成光譜.一級(jí)光譜二級(jí)光譜三級(jí)光譜衍射光譜光柵方程：1885年倫琴發(fā)現(xiàn)，受高速電子撞擊的金屬會(huì)發(fā)射一種穿透性很強(qiáng)的射線稱(chēng)Ｘ射線．X射線冷卻水<X射線的衍射勞厄斑點(diǎn)鉛板單晶片照像底片單晶片的衍射1912年勞厄?qū)嶒?yàn)X射線的衍射布拉格反射入射波散射波掠射角晶格常數(shù)干涉加強(qiáng)的條件：布拉格公式X射線的衍射測(cè)量射線的波長(zhǎng)研究X射線譜，進(jìn)而研究原子結(jié)構(gòu)；研究晶體的結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步研究材料性能.DNA晶體的