光学衍射课件

光的衍射单缝衍射图样13.7.1光的衍射现象正四方孔的衍射图样

光不再是直线传播，而有光进入障碍物后的几何阴影区。

光所到达的区域，其强度分布也不均匀。多晶体对X射线的衍射衍射1.rm13.7.2衍射分类

衍射系统是由光源、衍射屏和接受屏幕组成。根据三者相对位置的大小，常把衍射分为两类。菲涅耳衍射夫琅禾费衍射

夫琅禾费衍射实验装置图

S在的主焦点，屏在L的焦平面上。13.7.3惠更斯—

菲涅尔原理

在此基础上，菲涅尔指出：从同一波阵面上各点发出的子波，在传播过程中相遇时，也能相互叠加而产生干涉现象，空间各点波的强度，由各子波在该点的相干叠加所决定。

惠更斯指出：波阵面上的每一点都可看成是发射子波的新波源，任意时刻子波的包迹即为新的波阵面。二者合一即为惠更斯-菲涅耳原理

13.8单缝衍射13.8.1单缝衍射的明暗纹公式菲涅耳的半波带法k=1，2，…暗纹中心对应中央明纹

k=1,2,···

明纹中心

结论：干涉相消（暗纹）干涉加强（明纹）（介于明暗之间）

个半波带

个半波带中央明纹中心13.8.2单缝衍射的条纹宽度明纹的宽度：为两侧暗纹所夹的区域中央明纹宽度:暗纹中央明纹宽度是其它级明纹宽度的2倍。

利用和暗纹公式，得其他明纹宽度l13.8.3单缝衍射的光强分布1.中央明纹最亮、最宽，它的宽度为其它各级明纹宽度的二倍。2.次级明纹的光强随级次k的增加而逐渐减小。3.若光程差不等于的整数倍，亮度介于最明与最暗之间。衍射2.rm例1

单缝被氦氖激光器产生的激光

(波长为632.8nm)垂直照射，所得夫琅禾费衍射图样的中央明纹宽度为6.3mm，已知屏前透镜焦距f=100cm，求单缝的宽度。解中央明纹的宽度为得已知数值λ=632.8nm，l0=6.3mm，f=100cm代入例2

在白色光形成的单缝衍射条纹中，某波长的光的第三级明条纹和黄色光（波长为589nm）的第二级明条纹相重合。求该光波的波长。解根据单缝衍射明纹条件k=1,2,3,…则有式，得由题意知：，，nm，代入上1.圆孔衍射艾里斑：艾里斑直径13.9圆孔衍射光学仪器的分辨本领2.瑞利判据

对于两个强度相等的不相干的点光源（物点），一个点光源的衍射图样的主极大刚好和另一点光源衍射图样的第一极小相重合，这时两个点光源（或物点）恰为这一光学仪器所分辨.3.光学仪器的分辨本领最小分辨角光学仪器分辨率光学仪器的通光孔径**两光点刚好能分辨的角度，称为最小分辨角a+b=d为光栅常数13.10衍射光栅13.10.1光栅能够等宽等间隔地分割入射波面的光学元件被称为光栅。

为衍射角透射光栅相邻两缝间的光程差：13.10.2光栅衍射条纹的形成

光栅的衍射条纹是单缝衍射和多光束干涉的总效果.光栅方程（这是多光束干涉的结果）

单缝衍射暗纹条件当时，光强为零，为缺级。

单缝衍射对多光束干涉的影响3.rm

光栅中狭缝条数越多，明纹越细越亮.1条缝2条缝3条缝5条缝6条缝20条缝入射光为白光时，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13.10.3衍射光谱例1

用白光垂直照射在每厘米有6000条刻线的平面光栅上，求第三级光谱出现的波长范围。解

白光(光栅常数设第3级紫光和红光的衍射角分别为和400nm760nm）利用第三级红光不出现第三级光谱出现的最大波长

例2

波长为500nm及520nm的光照射于光栅常数为0.002cm的衍射光栅上。在光栅后面用焦距为2m的透镜L把光线会聚在屏幕E上。求这两种光的第一级光谱线间的距离。解很小=0.2cm13.11x射线的衍射x射线1885年伦琴发现X射线冷却水<

1912年劳厄实验铅板单晶片

照像底片劳厄斑点

1913年英国布拉格父子给出了X射线衍射的定量结果，并于1915年获物理学诺贝尔奖．掠射角晶格常数

布拉格公式散射波入射波x射线衍射lqkd=sin2用途

研究原子