大學(xué)物理第四章光柵,x射線衍射(存儲版)
【正文】 NII ?3. 光柵衍射光強(qiáng)公式 衍射因子 干涉因子 ???? s i n2 d??結(jié)果 :多縫干涉的條紋位置仍不變，強(qiáng)度受到單縫衍射的調(diào)制。 2. 多縫干涉 ???? s ina?20 )s i n(??? II ?縫平面 G O P 焦距 f 觀察屏 透鏡 L ? d dsin? ? ?當(dāng) θ=0時， 相鄰兩縫的 光柵衍射 多光束干涉 相鄰兩縫的光程差 所有的光束會聚在 O點(diǎn)， 相長干涉形成 中央明紋 。 a bbad ??它的大小反映了光柵縫數(shù)和縫寬 ， d 越小 ,單位長度內(nèi)縫數(shù)越多 ， 單個縫的寬度越窄 . 機(jī)制光柵：在玻璃片上刻劃出一系列平行等距的劃痕 . 全息光柵：通過全息照相，將激光產(chǎn)生的干涉條紋 在干板上曝光，經(jīng)顯影定影制成全息光柵。思考問題 ？ 在單縫的夫瑯禾費(fèi)衍射實驗中 ， 把單縫換成雙縫又如何呢 ？ a2LS 1L？ 如果換成三縫 、 四縫 、 多縫呢 ？ 衍射光相干疊加 167。 通常在 1cm 內(nèi)刻有成千上萬條透光狹縫。 用振幅矢量法可表示為： 0???相位差為 10A?合振幅 100 NAA ?0s i n ??d光程差為 0A? 10A?:單個縫在觀察屏 O點(diǎn)的振幅矢量 100 INI 2?中央明紋亮度很大，稱為第 0級 主極大 。 6． 光柵衍射現(xiàn)象的形成 P● d?220 )s i n()s i n(???? NII ?衍射因子 干涉因子 ???? s ina? ???? s ind?Nk??,3,2,1 39。 ???? s ina?0?? )( 0?k 中央主極大 02 INI ?(1)明紋 (主極大 ): 0??☆ 光柵衍射條紋特征討論 sin? 0 I01 2 1 1 2 8 I N2I01 sin? 0 4 8 4 光柵衍射 光強(qiáng)曲線 N = 4 sin? 0 1 1 2 2 I N = 4 光強(qiáng)曲線 1） , 明條紋明亮 ， 亮度不一致 。 4） ,光柵縫數(shù)增多 ， 明條紋分的越開 。 3） ,明條紋細(xì)窄 。 光柵具有 分光作用 光譜分析：物質(zhì)元素成份、含量 在研究原子光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)時 ， 常需區(qū)分波長靠得很近的兩條譜線 二、光柵分辨本領(lǐng) ?瑞利判據(jù) : 一條譜線的中心恰好與另一譜線的距譜線中心最近一個極小重合時 ， 兩譜線被認(rèn)為是剛剛可以分辨 。 二．布喇格公式 他們設(shè)想晶體是由一系列平行的原子層 （ 晶面 ） 所構(gòu)成 如圖 d : 晶面間距 (晶格常數(shù) ） 1. 衍射中心 每個原子都是散射子波的子波源 這些子波相干疊加就形成衍射圖樣 2. 點(diǎn)間散射光的干涉 ? ? ? ? ? ? ? ? 晶面 d? : 掠射角 3. 面間散射光的干涉 ?? s i n???? dEBAE 2散射光干涉加強(qiáng)條件： ),(s i n ?212 ??? kkd ?? —— 布喇格公式 晶面 d?sind?A BE? : 掠射角 3. 面間散射光的干涉 ),(s i n ?212 ??? kkd ?? —— 布喇格公式 晶面 d?sind?A BE三、實際觀察 X射線衍射的作法 ? ? ? ? ? ? 勞厄相 ? 德拜相 四、應(yīng)用 ? 已知 ?、 ? 可測 d — X射線晶體結(jié)構(gòu)分析。 勞厄斑 準(zhǔn)直縫 晶體 1912年 ， 勞厄用天然晶體作為光柵 ， 進(jìn)行 X 射線的衍射實驗 ， 圓滿獲得了 X 射線的衍射圖樣 一． X射線衍射現(xiàn)象 勞厄?qū)嶒炑b置圖 說明： 構(gòu)成晶體的微粒在晶體內(nèi) 是按一定的點(diǎn)陣排列的 ， 具有空間周期性 ， 微粒間的距離為 ， 因此晶體可看作光柵常數(shù)很小 （ ） 的空間衍射光柵 。 ad ?I/I0 0 a/??d?4sin? d?4?例 ， 縫寬為 a,光柵常數(shù)為 d=2a,其中 ， 1縫總是開的 ， 而 2,3， 4縫可開可閉 ， 波長為 λ 的單色平行光垂直入射 ， 試畫出下列條件下 ， 相對光強(qiáng)分布曲線 (1)關(guān)閉 3， 4縫 (2)關(guān)閉 2， 4縫 (3) 4條縫全開 解 四縫光柵 f1 2 3 4 (3) 4縫全開 缺級2??k中央包線共有 3條譜線 ,2ad ?I/I0 0 sin? a/?a/??d?2d?d??d?2?例 :波長為 ? =589nm 的平行光入射到每毫米 500條 刻痕的光柵上。 4） ,光柵縫數(shù)增多 ， 明條紋分的越開 d?? ??特征： 1） , 明條紋明亮 ， 亮度不一致 。 2） , 明條紋之間有一很寬的暗區(qū) ， 使得明條紋特顯眼 。 ☆ 光柵衍射條紋特征討論 光強(qiáng)分布公式 (1)明紋 (主極大 ):
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