文档介绍：光栅衍射
大学物理电子教案
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光栅衍射
一、光栅
衍射光栅:由大量等间距、等宽度的平行狭缝
所组成的光学元件。
光栅常数:a+b
数量级为10-5~10-6m
如果每厘米有N条缝,则a+b=1/N
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用于透射光衍射的叫透射光栅。
用于反射光衍射的叫反射光栅。
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二、光栅衍射的实验装置和实验现象:
衍射角
屏幕上出现平行于狭缝的明暗相间的条纹,明条纹很亮很窄,相邻明纹间的暗区较宽,衍射图样比较清晰。
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(a)1条缝
(f)20条缝
(e)6条缝
(c)3条缝
(b)2条缝
(d)5条缝
光栅中狭缝条数越多,明纹越细亮,背景越暗。
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三、光栅衍射的定性分析:
光栅由许多单缝构成,每个单缝都在屏幕上各自形成一套单缝衍射条纹,由于每个单缝的宽度a相同,故它们各自形成的衍射图样相同,在屏幕上相互完全重合,从而使各单缝的衍射光还要相互干涉,因此,分析光栅衍射时,既要考虑各单缝的衍射,也要考虑各个单缝间的相互干涉,光栅衍射的条纹是单缝衍射和多缝干涉共同作用的结果。
衍射角
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sin
0
I单
I0单
-2
-1
1
2
(/a)
单缝衍射光强曲线
I
N2I0单
0
4
8
-4
-8
sin
(/d)
单缝衍射
轮廓线
光栅衍射
光强曲线
sin
N2
sin2N/sin2
0
4
-8
-4
8
(/d)
多光束干涉光强曲线
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缝数 N = 4 时光栅衍射的光强分布图
k=2
k=0
k=4
k=-2
k=-4
k=6
光栅的缝越多,即N越大,暗纹的数量越多,相邻主极大的间距就越大,明纹越细窄,越明亮。
N-1个暗纹
N-2条次级明纹
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四、光栅衍射的规律:
我们首先来考察衍射角为零的这组平行光线。
f
0
屏
衍射角为零的这组平行光线光程相等,因此,最后会聚将形成中央明纹,且亮度最大。
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那末衍射角为的这组平行光线最后会聚将形成明纹还是暗纹呢?
x
f
0
屏
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