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文档简介

第13章波动光学基础光的干涉光的衍射13.1光是电磁波13.2光源光波的叠加13.3获得相干光的方法杨氏双缝实验13.4光程与光程差13.5薄膜等厚干涉13.6惠更斯-菲涅耳原理13.7单缝的夫琅禾费衍射13.8衍射光栅及光栅光谱13.9线偏振光自然光13.10偏振片的起偏和检偏马吕斯定律13.11反射和折射产生的偏振布儒斯特定律13.12双折射现象13.8衍射光栅及光栅光谱衍射光栅:利用多缝衍射原理使光发生色散的元件。光栅结构:透明屏板上刻有许多平行等间距的刻痕(刻痕为不透光部分,其它为透光部分)衍射角光栅常数:衍射角相邻两缝间的光程差:13.8.1光栅衍射条纹的形成

光栅的衍射条纹是衍射和干涉的总效果。光栅常数:透光部分的宽度:不透光部分的宽度明纹位置光栅方程(明纹必要条件):光栅衍射条纹的特点:1.主极大条纹:k=0为中央明条纹,k=1为一级明纹;主极大条纹是由缝间干涉决定的;2.明纹衍射角:明纹角宽度:3.明纹位置:4.明纹间距:由于,所以主极大数目有限制:1条缝5条缝5.光栅中狭缝条数越多,各级明条纹分得愈开,明纹越亮.亮纹的光强:单缝光强)(:狭缝数,20条缝13.8.2

暗纹条件任一点p的光振动是各缝光振动的叠加相邻两缝的相位差:暗纹条件:N为狭缝的数目,m为不等于N的整数倍的整数。图示暗纹图示说明:N条缝干涉,相邻两主极大间有N-1个暗条纹,N-2个次极大(光强很小,观察不到)。13.8.3谱线的缺级光栅明纹条件:单缝衍射暗纹条件:当,发生缺级。明纹必要条件:暗纹条件:谱线缺级:光栅衍射干涉衍射-6-5-4-3-2-10123456综合例如,N=5的光栅衍射图样的光强分布图暗条纹:N-1=4;次极大:N-2=3;

缺级:k=3,60级1级2级-2级-1级3级-3级白光的光栅光谱13.8.4衍射光谱单色光:中央明纹、两侧明暗相间的条纹;白光:中央白色亮纹、两侧由紫到红的彩色条纹。

例1用白光垂直照射在每厘米有6500条刻痕的平面光栅上,求第三级光谱的张角.解第三级光谱所能出现的最大波长绿光紫光红光不可见第三级光谱的张角例2

一束波长为480nm的单色平行光,照射在每毫米内有600条刻痕的平面透射光栅上。求:(1)光线垂直入射时,最多能看到第几级光谱?(2)光线以30o角入射时,最多能看到第几级光谱?解:(1)(2)当=-90o

时当=90o

时ABCD小结一惠更斯—菲涅尔原理从同一波前上各点发出的次波是相干波,经过传播在空间某点相遇时的叠加是相干叠加。二单缝的夫琅禾费衍射(半波带法)中央明纹中心干涉相消(暗纹)干涉加强(明纹)(介于明暗之间)衍射条纹的明暗条件为:单缝衍射条纹的特点:明、暗条纹位置:中央明纹及其他明纹宽度:中央明纹的宽度其他明纹的宽度中央明纹角宽度:三圆孔衍射光学仪器分辨率四衍射光栅及光栅光谱光栅方程:明纹位置暗纹条件:明纹衍射角:明纹角宽度:光栅衍射条纹的特点:明纹位置:明纹间距:谱线的缺级:缺级级数

衍射光栅光谱的应用:1.计算各级明纹的衍射角及明纹位置

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