光的衍射7课件

1、一、光栅任何一种衍射单元周期性地、取向有序的重复排列所形成的阵列，统称为光栅 (grating) 。一维光栅是最简单且最早被制成的1. 分类结构一维二维三维材料振幅型位相型透射式反射式(闪耀光栅)由大量等宽等间距的平行狭缝(或反射面)所构成一维光栅功能透射式反射式机制光栅：在玻璃片上刻划出一系列平行等距的划 痕,刻过的地方不透光，未刻地方透光。 振幅型透射光栅全息光栅：通过全息照相，将激光产生的干涉条纹 在干板上曝光，经显影定影制成全息光栅。通常在 1cm 内刻有成千上万条透光狭缝。2. 一维光栅的制作漫反射光栅常数(光栅周期)缝(透光部分)宽度 a不透光部分宽度 b衍射角相同的光线，会聚在接

2、收屏的相同位置上。光栅常数与光栅单位长度的刻痕数 N 的关系单缝的夫琅和费衍射图样，不随缝的上下移动而变化。二、光栅衍射10Gratings are made by ruling equally spaced parallel grooves on a glass plate, using a diamond cutting point motion.abAn array of N parallel equidistant slits,called a one-dimensional diffraction grating.a width of a transparent slit b wid

3、th of a opaque strip d grating constant d = a + bd：10-510-6m(1cm contains 1000 10000 slits）SDevice and phenomenon 装置和现象L1EA：granting 光栅E：screen 屏幕L1、L2: lens 透镜d中央明纹ACharacteristics of fringes:bright、sharp、scattered. 条纹特点：亮、细、疏L2DYI剖面图：光栅透镜屏幕尖锐、明亮各狭缝上的子波波源满足相干条件，会产生干涉现象。屏上任一点P的振动各缝上露出的各个面元的 次波源在P点振动

4、的叠加叠加多缝衍射单缝衍射 + 多光束干涉光栅衍射谱线的特征：1. 衍射光栅（Diffraction Gratings）振幅叠加振幅矢量合成XN个同方向、同频率的谐振动，振幅相等、相位依次相差，求合振动的振幅与相位。.OX42PQMRCN3结论:时:一）当.1)在两个最大之间有 N-1 个最小值 A = 02)相当于二) 当 = 2k 时:请大家记住这一结论!设光栅总缝数为 N,第一缝中心到 P 距离为 r12. 衍射屏上强度分布第一缝在P点引起振动的复振幅相邻缝到P点的光程差abdBCabdBC第二,三缝在P点引起振动的复振幅P点的合成振幅：令相邻缝对应点位相差之半 缝间干涉P点的光强缝间多

5、(N)光束干涉干涉因子单缝衍射衍射因子结论：多缝衍射光强分布是多光束干涉光强分布受单缝衍射光强分布调制的结果。Multiple rays interferenceIabdBCabdBCabdBCabdBCThe path difference BC between rays from adjacent slits are: Grating diffraction is the combinations of N parallel rays. Any two adjacent parallel rays have a phase difference of .3.讨 论1) Grating eq

6、uation 光栅方程 principal maxima 主明纹YI光栅透镜屏幕abdBCGrating equation 光栅方程中央明纹1级明纹2级明纹3级明纹-1级明纹-2级明纹-3级明纹（主最大）* 1）主极大主极大位置取定于干涉因子，强度则受限于衍射因子。光栅方程当 ，即 时，因为 *1）次极大次极大位于 取极大值的点 在相邻两主极大之间有N2个次极大 次极大位于：各次极大的强度与0级主极大强度之比： 2) minima 暗纹Y光栅透镜屏幕abdBC(minima) I中央明纹1级明纹2级明纹3级明纹-1级明纹-2级明纹-3级明纹（主最大）暗纹There are N-1 minima

7、 between two principal maxima. When N is very big, it is a dark region.*2）极小A：衍射因子为零B：干涉因子为零在相邻两个主极大之间有 N-1 个由多光束干涉产生的极小。 There are diffraction and interference干涉衍射均考虑：Only is there interference 只考虑多光束干涉：Only is there diffraction 只考虑单缝衍射: III1245-1-2-4-5Analysis of the intensity :缺级缺级-1-212-223) Ana

8、lysis of the pattern：A) If is fixed，the smaller grating constant is， the more scattered fringes are. The angular distance between two principal maxima：B) If d = a + b is fixed , the bigger is, the wider angular distance is. Only is there diffraction 只考虑单缝衍射: Only is there interference 只考虑多光束干涉：There

9、 are diffraction and interference 干涉衍射均考虑：4) Lack of the order 缺级II1245-1-2-4-5缺级缺级-22-1-212I 4) Lack of the order 缺级： From grating equation (principal maxima):is the interference orderis the diffraction order ：From minima condition of the single slit diffraction：From(1) / (2)：Ifconforms two conditi

10、ons above，缺级公式：1245-1-2-4-5I缺级缺级-22example：A gratings，b = 2a, find lack of the order：故缺级公式：I1245-1-2-4-5缺级缺级N=3245-1-4-5I1-2缺级缺级N=4I1245-1-2-4-5缺级缺级N=5I1245-1-2-4-5缺级缺级N=2缺级思考：1. 能看出缺哪些级次吗? d / a 是多少? 2. 光栅的缝数 N 是多少？5) If white light falls on, colour spectra appear from violet to red beside a central maximum.非连续光谱1级光谱2级光谱-1级光谱-2级光谱中央明纹1级光谱2级光谱-1级光谱-2级光谱中