高二物理竞赛衍射光栅课件

1一光栅§14-8衍射光栅光栅——大量等宽、等间距的平行狭缝(或反射面)构成的光学元件。种类：透射光栅d反射光栅d光栅常数bb’b是透光部分的宽度b’

是不透光部分的宽度d=b+b’

光栅常数：光栅常数：02二月20232L1L2b是透光部分的宽度b’

是不透光部分的宽度d=b+b’

光栅常数：光栅常数：二实验现象SDd中央明纹

条纹特点：亮、细、疏.02二月202331条缝20条缝3条缝5条缝光栅中狭缝条数越多，明纹越亮.亮纹的光强：02二月20234三光栅衍射条纹的形成每一条狭缝（单缝）都要产生单缝衍射；缝与缝之间要干涉（相当于双缝干涉，这里有很多缝），即在单缝衍射的明纹区将发生多缝之间的干涉。如果只有衍射:I-1-212如果只有干涉：I02二月20235如果只有衍射:I-1-212如果只有干涉：I干涉衍射均有：I1245-1-2-4-5缺级缺级-22主极大次极大极小值2023/2/26Y剖面图：光栅透镜屏幕I02二月20237干涉衍射均有：I1245-1-2-4-5缺级缺级-22主极大次极大极小值可以证明：（1）在两个主极大之间有N-1个极小值；（2）在两个主极大之间有

N-2个次极大。若缝数为N，则狭缝数越多，暗区越宽，条纹越细越明亮。四光栅方程——主极大（亮纹）的位置2023/2/28Ibb’dBCbb’dBCbb’dBCbb’dBC亮纹I02二月20239可以证明：（1）在两个主极大之间有N-1个极小值；（2）在两个主极大之间有

N-2个次极大。若缝数为N，则狭缝数越多，暗区越宽，条纹越细越明亮。四光栅方程——主极大（亮纹）的位置主极大位置：中央亮纹2023/2/210YI剖面图：光栅透镜屏幕中央亮纹1级亮纹1级亮纹2级亮纹2级亮纹3级亮纹3级亮纹I02二月202311可以证明：（1）在两个主极大之间有N-1个极小值；（2）在两个主极大之间有

N-2个次极大。若缝数为N，则狭缝数越多，暗区越宽，条纹越细越明亮。四光栅方程——主极大（亮纹）的位置主极大位置：中央亮纹五缺级由于单缝衍射的影响，在应该出现干涉极大（亮纹）的地方，不再出现亮纹，称为缺级。出现缺级必须满足下面两个条件：1.缝间光束干涉极大条件；2.单缝衍射极小条件。缺级条件为：02二月202312缺级单缝衍射第一级极小值位置光栅衍射第三级极大值位置缺级k=1k=2k=0k=4k=5k=-1k=-2k=-4k=-5k=3k=-3k=6k=-6若：缺级：02二月202313主极大位置：中央亮纹五缺级由于单缝衍射的影响，在应该出现干涉极大（亮纹）的地方，不再出现亮纹，称为缺级。出现缺级必须满足下面两个条件：1.缝间光束干涉极大条件；2.单缝衍射极小条件。缺级条件为：六衍射光谱主极大位置：入射光为白光时，不同，不同，按波长分开形成光谱.02二月202314六衍射光谱主极大位置：入射光为白光时，不同，不同，按波长分开形成光谱.一级光谱二级光谱三级光谱02二月202315例如二级光谱重叠部分光谱范围二级光谱重叠部分:02二月202316连续光谱：织热物体光谱线状光谱：钠盐、分立明线带状光谱：分子光谱衍射光谱分类光谱分析由于不同元素（或化合物）各有自己特定的光谱，所以由谱线的成分，可分析出发光物质所含的元素或化合物；还可从谱线的强度定量分析出元素的含量．02二月202317例1.

用每厘米有5000条的光栅，观察钠光谱线， 问：1.光线垂直入射时；2.光线以30o倾斜入射时，最多能看到几级条纹？

解：（1）由光栅公式：其中：最多能看到3级条纹。xfO屏A.BC..jθ（2）在进入光栅之前有一附加光程差，所以：光栅公式变为：其中：最多能看到5级条纹。02二月202318最多能看到3级条纹。（2）在进入光栅之前有一附加光程差，所以：其中：最多能看到5级条纹。例2.

用白光照射光栅常数为的光栅，若透镜焦距为1m，则第二级光谱对透镜光心所张的角为多少？第二级光谱的线宽度为多少？fO屏02二月202319例2.

用白光照射光栅常数为