125波的衍射3-資料下載頁
2024-11-19 18:45本頁面
【導(dǎo)讀】當(dāng)波動在介質(zhì)中傳播而遇到障礙物時，空隙發(fā)生發(fā)散現(xiàn)象，這種現(xiàn)象叫做波的衍射。個新的波源—子波源；在其后的任一時刻，定新的波面，這就是所謂惠更斯原理。及衍射現(xiàn)象，但不能解釋其強度分布。察屏的距離都是有限的。地相互抵消，結(jié)果在P點將出現(xiàn)暗條紋；抵消的結(jié)果，只留下一個半波帶的作用，暗紋：asinφ=±2kλ/2，(k=1，2…極大值迅速衰減？抵消的半波帶面積減少，所以光強變小。分別等于入射波長λ的1倍，100倍，級次的衍射條紋，衍射角φ100的計算也失去意義。紋充滿整個屏幕。見幾何光學(xué)是波動光學(xué)在a>>λ條件下的極限。形成的光學(xué)元件叫光柵。干涉的綜合結(jié)果。(a+b)sinφ=±kλ(k=0，1，2…式中k叫主極大級數(shù)，也叫光譜線。分別叫做第一級、第二。式中正、負(fù)號表示。各級明條紋對稱地分布在中央明條紋的兩側(cè)。光柵總縫數(shù)越多，明條紋越細(xì)亮。
【正文】 零級以外，各級主極大的位置各不相同，因此我們將看到有 幾組彩色的譜線 。與不同的波長相對應(yīng)，波長不同的同級譜線構(gòu)成光源一組譜線。 如果光源發(fā)出的是具有 連續(xù)譜的白光 ，則由于波長越短，譜線的衍射角就越小，故形成的光譜其紫色譜線在光譜的內(nèi)緣，紅色的在外緣。 x f 0 φ 屏 二級光譜 一級光譜 三級光譜 復(fù)色光 光柵光譜 光柵光譜特點 ： （ 1）中央主極大 (零級光譜 )仍是白色的。 （ 2）其余各級光譜對稱地分列兩旁。 （ 3）在第二級和第三級光譜中，發(fā)生了互 相重迭，級次越高，重迭情況越復(fù)雜。 故實際使用時，常采用濾色片以獲得 某一波長范圍的光譜 四、晶體對 X射線的衍射 X射線 雖然 X 射線早在 1895 年就被倫琴發(fā)現(xiàn)了，但它的波長直到 1913 年還沒有準(zhǔn)確地測定過。 曾有實驗指出， X 射線是波長在 1010 m 數(shù)量級的電磁波，而這一數(shù)量級與某些固體內(nèi)的原子間隔相同。 勞厄在 1913 年想到，如果在晶體內(nèi)的原子是有規(guī)則排列的，則它可當(dāng)作對 X 射線的三維光柵，實驗的成功了。 X 射線的產(chǎn)生 X 射線的波長： ~ nm X射線管 陽極 （對陰極） 陰極 10 4 ~ 10 5 V + 勞 厄 斑 點 晶體可看作三維 立體光柵。 根據(jù)勞厄斑點的 分布可算出晶面間距， 掌握晶體點陣結(jié)構(gòu)。 晶體 底 片 鉛 屏 X 射 線 管 X 射線衍射 勞厄?qū)嶒? 晶體結(jié)構(gòu) 食鹽 ( NaCl )晶體內(nèi)的原子分布的模型 棕色圈 代表鈉原子， 綠色圈 代表氯原子。 氯 鈉 食鹽 ( NaCl )晶體的一個截面如圖所示，在通過晶體而平行于 aa， bb， cc 等的平面上有大量等間隔的原子，這些等間隔的平面與平面光柵上的狹縫相應(yīng)。 a a a1 a2 a3 a1 a4 a2 a3 a4 b b1 b2 b3 b4 b b1 b2 b3 b4 c c1 c2 c3 c4 c c1 c2 c3 c4 布喇格公式 布喇格父子對晶體 X 射線衍射的解釋 ： 晶體由一系列平行的原子層 ( 晶面 )所組成，當(dāng)一束 X 射線射到晶體上時， 同一晶面上所發(fā)出各子波迭加按反射定律加強 。然后， 不同晶面所發(fā)出的子波干涉迭加 。 A B C d (2) (1) o i ? ? ? i a a a1 a1 ? ? 反射光 (1)與 (2) δ= AB AC = d/sin? cos2? d/sin? = ( 1 cos2? ) d/sin? = 2 sin2? d/sin? = 2 d sin? ? 為射線的掠射角， d 為相鄰晶面的間距。 A B C d (2) (1) o i ? ? ? i a a a1 a1 ? ? δ= 2 d sin? 反射加強條件 ： 2 d sin? = kλ ( k = 1， 2， 3… ) 此式稱為 布喇格公式 。 討論： 1. 如果晶格常數(shù)已知，可以用來測定 X射線 的波長，進(jìn)行倫琴射線的光譜分析。 2. 如果 X 射線的波長已知，可以用來測定晶 體的晶格常數(shù)，進(jìn)行晶體的結(jié)構(gòu)分析。
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