第55講∶波動光學光學衍射(2)-文庫吧資料
2024-09-13 15:58本頁面
【正文】 bbk 例如： 339。這種滿足光柵明紋條件而實際上明紋不出現的現象，稱為光柵的缺級。 第 55 講 波動光學 —— 光的衍射（ 2） 8 三、光柵的缺級（ Missing Order） 在 θ方向的衍射光在滿足光柵明紋條件 ? ? ?， 210k s i n39。 ? 光柵刻線數目對條紋分布的影響 ? 波長對條紋分布的影響 2．斜入射時的光柵方程： ? ?? ? ?， 210 s i ns i n39。 ? 光柵常數對條紋分布的影響 ? 光柵常數 d 變小，光柵刻線變密，條紋間距增大，條紋變稀，中央包線內亮紋數目減少 。 討論： ? 縫寬對條紋分布的影響 ? b減小，單縫衍射中央包線寬度變寬，中央包線內亮紋數目增加 。 ???? kkbb ?? k=0：對應于中央明紋 177。結果是縫間干涉形成的主極大光強受單縫衍射光強分布的調制 ，使得各級極大的光強大小不等。因此，每個單縫在屏幕上形成的衍射圖樣的位置和光強分布都相同。 2）單縫衍射： 光柵上的每一狹縫都要單獨產生衍射圖樣，但是每個衍射圖樣只取決于衍射角，與縫的上下位置無關。 ? 屏幕上對應于光直線傳播的成像位置上出現中央明紋； ? 在中央明紋兩側出現一系列明暗相間的條紋，兩明條紋分得很開，明條紋的亮度隨著與中央的距離增大而減弱； ? 明條紋的寬度隨狹縫的增多而變細。 2．光柵衍射的實驗裝置和衍射圖樣： 第 55 講 波動光學 —— 光的衍射（ 2） 6 單色平行光垂直照射到光柵上，從各縫發(fā)出衍射角 θ 相同的平行光由透鏡聚 L會聚于平面處屏上的同一點，衍射角不同的各組平行光則會聚于不同的點，從而形成光柵衍射圖樣。光柵常量代表相鄰兩縫對應點之間的距離，是代表光柵性能的重要參數。 簡短小結： ? 由一組相互平行，等寬、等間隔的狹縫構成的光學器件稱為光柵。全息光柵是利用單色激光的雙縫干涉圖樣來代替刀刻痕的，充分利用了單色光楊氏雙縫干涉條紋具有等寬、等間距的特點。 對于可見光的光柵，要在 1 厘米寬的玻璃上刻劃幾百乃至幾萬條平行且等間距的刻痕，這是一種十分精密的技術。相當于一個狹縫。 問題：能否得到亮度大，分得開，寬度窄的明條紋？ 結論：利用衍射光柵所形成的衍射圖樣 —— 光柵光譜 應用： 1）精確地測量光的波長； 2）是重要的光學元件，廣泛應用于物理，化學，天文，地質等基礎學科和近代生產技術的許多部門。 第 55 講 波動光學 —— 光的衍射（ 2） 4 例：假設汽車兩盞燈相距 r=，人的眼睛瞳孔直徑 D=4mm，問最遠在多少米的地方，人眼恰好能分辨出這兩盞燈 ? 解：假設所求距離只取決于眼睛瞳孔的衍射效應，并以對視覺最敏感的黃綠光λ =550nm，進行討論，設眼睛恰好能分辨兩盞燈的距離為 S，則對人眼的張角為： θ=r/S 根據瑞利判據： θ=θ0=所以 S=rD/ 代入數據，得： mS 3103 ???? ????? 第 55 講 波動光學 —— 光的衍射（ 2） 5 167。 當兩個物點距離足夠小時，就存在能否分辨的問題。 分辨本領： ??? Da ?? 同上所述，點物 S 和 S1 對透鏡中心 O 所張 的角 ?，等于它們分別相應的中央零級衍射中心 S’、 S1’對 O 所張的角。這時兩物點對透鏡光心的張角 θ 0 稱為光學儀器的最小分辨角，其倒數稱為光學儀器的分辨率或分辨本領。從衍射圖樣看， S1 的第一極暗環(huán)恰好與S2 的艾理斑中心重合， S2的第一極暗環(huán)恰好與 S1的艾理斑中心重合，即一個艾理中心恰好落在另一個艾理斑邊緣時，兩物點恰好能分辨。通常用發(fā)光強度相等的兩個物點 S S2對透鏡光心的
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