【正文】 的 非相干疊加 。 瑞利判據(jù) 剛可分辨 非相干疊加 不可分辨 對(duì)于兩個(gè)相等光強(qiáng)的非相干物點(diǎn) , 如果其一個(gè)象斑的中心恰好落在另一象斑的邊緣 (第一暗紋處 ), 則此兩物點(diǎn)被認(rèn)為是剛剛可以分辨。 平面衍射光柵 一 .衍射光柵 任何具有 空間周期性 的衍射屏都可以叫 衍射光柵 。 條紋的形成： 單縫 形成單縫衍射圖樣 且每個(gè)縫的衍射圖樣重 合多縫 各縫出來(lái)的光相互干涉 形成多縫干涉圖樣: ,: ,??? ──光柵衍射是單縫衍射與多縫干涉的綜合結(jié)果。?? ?缺級(jí)現(xiàn)象： 干涉極大與衍射極小重合 39。 ?k?,21 ,8 ,4?k14?bd如： 時(shí) , 衍射極小 干涉極大缺級(jí) 衍射中央主極大內(nèi)的干涉條紋數(shù)目： b?? ?m in1s inm in1?? ? bdk ?12 ??????? bd時(shí)的干涉級(jí)數(shù) 因此衍射中央主極大內(nèi)的條紋數(shù) N = 8 的光柵的衍射強(qiáng)度分布 ?? kd ?s i n 1 平行光正入射時(shí)相臨狹縫間的光程差： ?? s i nd? 干涉主極大的位置： 光柵方程 五 . 光柵方程 多縫干涉主極大的位置方程 2. 斜入射時(shí)的光柵方程 相臨狹縫間的光程差 入射光線(xiàn)和衍射光線(xiàn)在法線(xiàn)同側(cè)時(shí) BCBD ??? idd s i ns i n ?? ?入射光線(xiàn)和衍射光線(xiàn)在法線(xiàn)異側(cè)時(shí) BCBD ??? idd s i ns i n ?? ?入射光線(xiàn)和衍射光線(xiàn)在 同側(cè)取正 ， 異側(cè)取負(fù) 所以光柵方程 ?? kidd ?? s i ns i n投射式光柵 3. 相臨狹縫間的光程差 入射光線(xiàn)和衍射光線(xiàn)在法線(xiàn)同側(cè)時(shí) 入射光線(xiàn)和衍射光線(xiàn)在法線(xiàn)異側(cè)時(shí)： 所以光柵方程 ?? kidd ?? s i ns i n入射光線(xiàn)和衍射光線(xiàn)在同側(cè)取正，異側(cè)取負(fù) BCBD ??? idd s i ns i n ?? ?BCBD ??? idd s i ns i n ?? ?反射式光柵光譜儀裝置 . 反射式光柵的光柵方程 [例 ]波長(zhǎng)為 700nm的單色光，垂直入射在平面透射光柵上，光柵常數(shù)為 3 104cm，縫寬為 104cm。 ???k又 4m a x ?k..6,3 ???? k 時(shí)缺級(jí) ☆ 即光屏上實(shí)際呈現(xiàn)級(jí)數(shù)為 k= 0, ?1, ?2, ? 4共七條 ?? )1(s i n 1 ??? kNNd kN?? )1(s i n 1 ??? kNNd kN???? 2)(c o s 111 ?? ??? kNkNkNNd c o s2kNd 明???設(shè)光柵常數(shù)為 d ，總縫數(shù)為 N 的光柵 ,當(dāng)入射光波長(zhǎng) 為 ?時(shí)，分析其 夫瑯禾費(fèi)衍射 主 極大條紋角寬度與 N 的關(guān)系。 (1) 斜入射級(jí)次分布不對(duì)稱(chēng) (3) 垂直入射和斜入射相比， 完整級(jí)次數(shù)不變。 每毫米均勻刻有 100條線(xiàn)的光柵，寬度為 D =10 mm， 當(dāng)波長(zhǎng)為 500 nm的平行光垂直入射時(shí)，第四級(jí)主極大譜線(xiàn)剛好消失，第二級(jí)主極大的光強(qiáng)不為 0 。 除中央明紋外，不同波長(zhǎng)的同級(jí)明紋以不同的衍射角出現(xiàn)。 不可分辨 剛可分辨 兩條譜線(xiàn)能分辨（或不能分辨）沒(méi)有定量的標(biāo)準(zhǔn)？ 按照瑞利判據(jù)，如何衡量一個(gè)光柵的分辨本領(lǐng)的大?。? 光柵光譜 單縫衍射 七 . 閃耀光譜 普通光柵大部分能量集中于零級(jí) — 無(wú)色散 原因 單縫衍射的零級(jí)主極大方向 = 縫間干涉的零級(jí)主極大方向 結(jié)果 分光作用的光譜儀 能量利用小 目的 使二主極大方向分開(kāi) —— 將大部分能量 (衍射零 級(jí) )集中到所需的 (縫間干涉 )光譜極次上 閃耀光柵通過(guò) 轉(zhuǎn)移 衍射 零級(jí)主極大 的能量解決了這個(gè)矛盾 閃耀光柵：通過(guò)刻槽的形狀實(shí)現(xiàn) 光柵平面法向 N,槽面法向 n 相鄰兩槽對(duì)應(yīng)點(diǎn)距離 d nNd?i?i????? ??i i?對(duì)光柵平面法線(xiàn) 對(duì)槽平面法線(xiàn) 閃耀光柵夫瑯禾費(fèi)衍射的光強(qiáng)分布 —— 位相型反射光柵 一個(gè)刻槽中，兩端邊緣光線(xiàn)間 光程差 )s in( s in iiaACBD ??????位相差 )s in( s in iika ????相鄰兩槽對(duì)應(yīng)點(diǎn)光線(xiàn) 光程差 )s in( s in ?? ?????? ? dEGFH位相差 )s in( s in ??? ???? kd據(jù)惠更斯 菲涅爾原理 夫瑯禾費(fèi)衍射的光強(qiáng)度分布 2,2 s i ns i ns i n22220???????? ????? NII單槽衍射 槽間干涉 ABnni i? C D單元衍射 EF???GHN N 多單元干涉 當(dāng) , . . . )2,1,0( ???? KK ?? 產(chǎn)生極大 平面反射光柵的光柵方程 2 , . . . )1,0,(K )s i n( s i n ?????? ??? Kd多單元干涉零級(jí)極大 ?? ???? 0K出現(xiàn)在對(duì) 光柵平面 滿(mǎn)足反射定律的方向 單元衍射零級(jí)極大 ii ???? 0? 出現(xiàn) 對(duì)槽面滿(mǎn)足反射定律方向 分 析 單色光的某級(jí)譜線(xiàn)位置由光柵常數(shù) d 和相對(duì)光柵平面的入射角 決定 ?兩種效應(yīng)的零級(jí)極大分離開(kāi) ))s i n ()( s i n (,???????????????????iidii?對(duì)于 閃耀方向 ?? s incos2 idii ????多槽干涉主極大的譜線(xiàn)級(jí)次 ?? Kid ?s inc o s2閃耀級(jí)次 1) 平行光沿槽面法線(xiàn)方向入射 閃耀級(jí)次發(fā)生在 ?? Kd ?s in2衍射的主極大移到 ? 的 K 級(jí)譜線(xiàn)上， a ? b 其他干涉級(jí)次 被衍射抑制形成缺級(jí)。 B?B?? 光的干涉與衍射一樣，本質(zhì)上都是光波相干疊加的結(jié)果。衍射強(qiáng)調(diào)的是光線(xiàn)偏離直線(xiàn)而進(jìn)入陰影區(qū)域。 2 穿透力強(qiáng) 3 波長(zhǎng)較短的電磁波，范圍在~10nm之間。歷史上第一張 X射線(xiàn)照片，就是倫琴拍攝他夫人的手的照片。 晶體 底 片 鉛 屏 X 射 線(xiàn) 管 1914年獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng) X 射線(xiàn)發(fā)現(xiàn) 17年后，于1912年，德國(guó)物理學(xué)家勞厄找到了 X 射線(xiàn)具有波動(dòng)本性的最有力的實(shí)驗(yàn)證據(jù)： 發(fā)現(xiàn)并記錄了 X 射線(xiàn)通過(guò)晶體時(shí)發(fā)生的衍射現(xiàn)象。 1915年布喇格父子獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，小布喇格當(dāng)年 25歲，是歷屆諾貝爾獎(jiǎng)最年輕的得主。 ?2102 ,kks i nd ?? ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????ftgflkbkkbkAbucuarkRrkkkPkkkDDRAI,0s i n,2,121s i n,2,1,s i nI,0s i ns i n,s i nII,2A)11(1120P00020020100200???????????????????線(xiàn)半徑：＝＝半角寬度：＝中央最大：圓孔（愛(ài)里斑）：，）＋（次最大：最小值：＝中央最大：?jiǎn)慰p：夫瑯禾費(fèi)衍射遠(yuǎn)有光圓屏幾何影子的中心永圓屏：圓孔：菲涅耳衍射?? 衍 射 的 分 類(lèi) 六 、 平面透射光柵： 七 、 晶體的衍射： ??????????????????????????????jdjjbdkjNdjdNcus i n,c os)s i n(s i n)21(s i n)21(s i ns i nAI2211022220P＝）（ ?,3,2,1s i n2 0 ?? jjd ??—— 布拉格方程