一光栅知识分享

一光栅

许多平行排列等宽度、等距离的狭缝组成。§17—9衍射光栅1.装置：光栅常数：衍射角：⑵光栅衍射是衍射和干涉的总效果。各缝衍射图样彼此重合，在相遇处即单缝衍射各级明纹区域发生干涉，形成不同于单缝的光栅衍射，主要是在中央明纹区域出现一系列明暗条纹。2.光栅衍射的基本原理⑴光通过光栅上每一条缝就象通过单缝一样发生衍射，各缝衍射图样相同，不随狭缝位置改变。光栅方程相邻两缝间的光程差：3.光栅衍射条纹的形成⑴明纹中央明纹一级明纹二级明纹⑵缺级：按多缝干涉应出现明纹处，由于单缝衍射效应反成为暗纹的现象。如果光栅常数与缝宽构成整数比时，就会发生缺级现象。-66543210-1-2-3-4-5光栅暗纹：—明纹相邻两明纹间，有Ｎ-1个暗纹，Ｎ-2个次明纹，次明纹光强很弱，相邻两明纹间形成一片暗背景。-66543210-1-2-3-4-5一定，减少，增大．一定，

增大，

增大．⑵光栅常数越小，明纹间相隔越远入射光波长越大，明纹间相隔越远⑴能看到条纹的最高级数4.光栅衍射条纹特点的讨论：<1条缝20条缝3条缝5条缝⑶光栅中狭缝条数越多，明纹越细越亮,暗区愈宽亮纹的光强:：单缝光强）（：狭缝数，光栅暗纹：（单缝衍射对多缝干涉的影响）-66543210-1-2-3-4-501-12-2-66543210-1-2-3-4-5

⑷光栅衍射的光强分布Ｎ=5白光入射时，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二衍射光谱连续光谱：炽热固体发出线状光谱：放电管中气体发出带状光谱：分子光谱

衍射光谱分类：光栅光谱仪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元素或化合物；还可从谱线强度定量分析出元素的含量．例1波长为5000Å和5200Å的两种单色光同时垂直入射在光栅常数为0.002cm的光栅上，紧靠光栅后用焦距为2米的透镜把光线聚焦在屏幕上。求这两束光的第三级谱线之间的距离。解：fx2x1例2用每毫米500条栅纹的光栅，观察钠光谱线（=5900Å）问：（1）光线垂直入射；（2）光线以入射角30°入射时，最多能看到几级条纹？解：（1）k最大取

k=3最多能看到第三级条纹k最大取k=1取k=500´0"（2）光线以入射角30°入射时，最多能看到几级条纹？例3用波长为=6000Å的单色光垂直照射光栅，观察到第二级、第三级明纹分别出现在sin=0.20和sin=0.30处，第四级缺级。计算（1）光栅常数；（2）狭缝的最小宽度；（3）列出全部条纹的级数。解：例4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：红光第三级光谱的张角第三级光谱所能出现的最大波长绿光紫光不可见例5试设计一个平面透射光栅的光栅常数，使得该光栅能将某种光的第一级衍射光谱展开角的范围．设该光的波长范围为．解：每厘米大约有条刻痕劳厄斑点铅板单晶片照像底片

单晶片的衍射1912年劳厄实验X射线冷却水<§17—10X射线的衍射（1885年伦琴发现）布拉格反射入射波散射波掠射角晶格常数

布拉格公式伦琴像W.K.Röntgen（1845-1923）伦琴

1895年11月意外发现X射线，并对X射线进行了精心研究。他对晶体的热电、压电现象，电场中运动介质的磁效应，阴极射线等方面也做出了很多工作。1894年伦琴担任德国的维尔茨堡大学校长，他治学严谨，观察细致，实验技术高超，是德国很有名望的实验物理学家。1895年11月8日晚,伦琴用黑的厚纸板把阴极射线管包起来，意外的发现1米以外的荧光屏在闪光，而这绝不是阴极射线，因阴极射线穿不透玻璃，只能行进几厘米远。伦琴断定这是一种新射线，命名为X射线。1901年伦琴因发现X射线获首届诺贝尔物理奖。这张X射线照片，拍自伦琴夫人的手。测量射线的波长研究X射线