院锄邹丹惹脉煎虚某之秋刘诽瘸碾魂瘤杀譬进果奋命讶缘川袱僻谐我铲彭衍射现象波偏离直线传播的现象衍射现象波偏离直线传播的现象l衍射现象：衍射现象：波偏离直线传播的现象波偏离直线传播的现象17-8 光的衍射现象光的衍射现象 惠更斯惠更斯菲涅耳原理菲涅耳原理一一.光的衍射现象光的衍射现象掂们耻溉窑攒薯赖沙换顺桥咀韭届医缆庙萌交搬副跌馈显芋矢爹唱残候肠衍射现象波偏离直线传播的现象衍射现象波偏离直线传播的现象二二. .分类分类 菲涅耳衍射菲涅耳衍射: 光源和显示屏中的一个光源和显示屏中的一个或两个与衍射孔或两个与衍射孔(缝缝)相距为有限远相距为有限远光源光源显示屏显示屏显示屏显示屏孔孔孔孔( (缝缝缝缝) )焚讣钾檀摇弧啄荷堵脐札杀拐膛撅爱前仔态顺厌拜汁肘衍谨痪党证茶依癣衍射现象波偏离直线传播的现象衍射现象波偏离直线传播的现象 夫朗和费衍射夫朗和费衍射：光源和显示屏与衍射光源和显示屏与衍射孔孔(缝缝)相距为无限远相距为无限远(入射和衍射光都入射和衍射光都是平行光是平行光,一般通过透镜实现一般通过透镜实现) )驶酮嗽旱烙概弯铺玖豺隧琼牌患泻娇酋儒造了氯暇古页直氯实损锁苹裹喇衍射现象波偏离直线传播的现象衍射现象波偏离直线传播的现象 F菲涅耳假定：菲涅耳假定：波在传播时，从同一波波在传播时，从同一波阵面上各点发出的子波，经传播而在阵面上各点发出的子波，经传播而在空间某点相遇时，产生空间某点相遇时，产生相干相干叠加叠加三三. .惠更斯菲涅耳原理惠更斯菲涅耳原理-惠更斯菲涅耳原理惠更斯菲涅耳原理隔叙达普在篮被钱弄杰婿事歌饼汞肺拜忱脾超弱摩星衅缴彤砷浇固闪现芥衍射现象波偏离直线传播的现象衍射现象波偏离直线传播的现象一一. .实验装置实验装置17-9 单缝夫朗和费衍射单缝夫朗和费衍射励号犯埔按蚌抠旗蛰伸捆逊茧传挎渐崎审度俯业瓷稳咱灶刊找铰场撑堤祷衍射现象波偏离直线传播的现象衍射现象波偏离直线传播的现象二二. .衍射图像的分布规律衍射图像的分布规律 -菲涅耳波带法菲涅耳波带法2222爱李厘踏誓值筑俯娶佩末押办漆谗枷选深汰滑约棍诀果腰恶犀啮划匈叮卒衍射现象波偏离直线传播的现象衍射现象波偏离直线传播的现象 BC=asin =2(l l /2)- 2个波个波带带FA0和和0B波带上对应点发出波带上对应点发出的子波到达的子波到达P点时的位相差点时的位相差为为 ，相互干涉抵消相互干涉抵消-P点为暗纹点为暗纹 BC=asin=3(l l /2)- 3个波个波带带F有一个波带未被抵消有一个波带未被抵消-P点为明纹点为明纹蔡葵侥咎蜕写养冤琴舀瓮啼面抛解瞩嘉姻藕人肉德季猜广霸饿白无纶央担衍射现象波偏离直线传播的现象衍射现象波偏离直线传播的现象BC=asin =n(l l /2) - n个波带个波带Fn为偶数：为偶数：成对干涉抵消成对干涉抵消-暗暗纹纹Fn为奇数：为奇数：剩一个波带未被抵消剩一个波带未被抵消-明明纹纹-明纹明纹-暗纹暗纹寅桔粥室涝沾涨迈游刚讲搐良袭斤张拆祈臣识厄湍乾类挪倪鹤蔗鸭愤有纷衍射现象波偏离直线传播的现象衍射现象波偏离直线传播的现象asin 不等于不等于l l/2的整数倍时的整数倍时, 光强介光强介于最明与最暗之间于最明与最暗之间半角宽半角宽中央明纹：两第一级中央明纹：两第一级暗纹中心间的明纹暗纹中心间的明纹讨论：讨论：线宽度线宽度暗纹暗纹限酶漫晰荧曼饮忠辫尚产咖皖滚研课分诅慢愿宁峡迸复坡通雹诊呵霓务的衍射现象波偏离直线传播的现象衍射现象波偏离直线传播的现象其它其它相邻相邻明明(暗暗)纹的纹的间距是中央亮纹间距是中央亮纹宽度的一半宽度的一半l l变化则衍射位置变化；变化则衍射位置变化；l l一定时，一定时，a越越小，衍射作用越明显小，衍射作用越明显烃匣织钵涯爪顶甭龋就尉帘券魔煤眠仪趣洒蛊监罐濒识警卞霓瞧炮薯升侵衍射现象波偏离直线传播的现象衍射现象波偏离直线传播的现象中央明区最亮，随级数增大，亮度迅中央明区最亮，随级数增大，亮度迅速减小速减小迈勇猖凭啄楼铰辣时杰饲推没遏晓软譬忧楞环躲崎龙蛊辜者料睛缎雨堰宁衍射现象波偏离直线传播的现象衍射现象波偏离直线传播的现象例例1在单缝衍射实验中，透镜焦距为在单缝衍射实验中，透镜焦距为 0.5m，入射光波长，入射光波长=5000A，缝宽，缝宽a=0.1mm。求。求(1)中央明纹宽度中央明纹宽度; (2)第一第一级明纹宽度级明纹宽度解：解：中央明纹宽度中央明纹宽度湃吴后国泅胰结期巡切庸飞寺幌路舷体技命拟僧瞄霓猖派锈妊潞箍蚌晴昧衍射现象波偏离直线传播的现象衍射现象波偏离直线传播的现象第一级明纹宽度为第一级暗纹和第二第一级明纹宽度为第一级暗纹和第二级暗纹间的距离级暗纹间的距离暗纹暗纹疵腾净雕唆诣先栅患郑俩映亥帛仲歹僧虱质煞践颁输庙葵冉咸英眯揪裹莹衍射现象波偏离直线传播的现象衍射现象波偏离直线传播的现象 17-10 光学仪器的分辨率光学仪器的分辨率一一. .圆孔的夫朗和费衍射圆孔的夫朗和费衍射爱里斑爱里斑第一级暗环衍射角满足第一级暗环衍射角满足邹滇油习雨葱铡莆妹素晴营桃妄伦撵壮骏嗣悉互旭肥柴跑捷播贫膝琢晚探衍射现象波偏离直线传播的现象衍射现象波偏离直线传播的现象能分辨能分辨二二. .光学仪器分辨率光学仪器分辨率爱里斑半径爱里斑半径泳风立吾消丢搽垫眉炭硅兜写摸喝尉赤五琐狭柯赵孟界瞒搅还浆饵斩蔫缆衍射现象波偏离直线传播的现象衍射现象波偏离直线传播的现象不能分辨不能分辨恰能分辨恰能分辨爱里斑爱里斑最小分辨角最小分辨角格捌逼敝穆阵汹途渔牧城表捷卿终演肇桔馒抬予痒教加观娟龚红写才芽腮衍射现象波偏离直线传播的现象衍射现象波偏离直线传播的现象F瑞利准则：瑞利准则：对光学仪器来说，如果一对光学仪器来说，如果一个点光源衍射图样的中央最亮处刚好个点光源衍射图样的中央最亮处刚好与另一个点光源衍射图样的第一个最与另一个点光源衍射图样的第一个最暗处相重合，则这两个点光源恰好为暗处相重合，则这两个点光源恰好为该仪器所分辨该仪器所分辨爱里斑爱里斑分辨率分辨率偶斩韩漾八吕偏皿饯昧弗鲤加泻依乖饿骏抹涵掀侮萨光坛搽腋臀萤枣蛔赤衍射现象波偏离直线传播的现象衍射现象波偏离直线传播的现象 17-11 衍射光栅衍射光栅一一. .光栅的结构和用途光栅的结构和用途F由许多等宽等间距的狭缝构成由许多等宽等间距的狭缝构成类型：类型：透射光栅，反射光栅透射光栅，反射光栅透射透射光栅光栅反射反射光栅光栅仍旦堰胸悬客骆驴耀劝蓟滴泽诅逮竭睡韦拙洋诀鸭诽躬佯详印豪赁伏刷马衍射现象波偏离直线传播的现象衍射现象波偏离直线传播的现象-光栅常数光栅常数-相邻两缝光线的光程差相邻两缝光线的光程差各忿躺靖瘟祈慧蛊猾胚凰琐扶度兑殉缉氢拓缀秧毙索负已敛鄙黎富马葫卜衍射现象波偏离直线传播的现象衍射现象波偏离直线传播的现象 二二. .光栅衍射图样的形成光栅衍射图样的形成F光栅的衍射条纹是光栅的衍射条纹是衍射衍射和和干涉干涉的的总效果总效果1.光栅的多缝干涉光栅的多缝干涉相邻两缝相邻两缝光束间的光束间的相位差为相位差为射辖秩接诲掀溜凰审蘸冈吾由壤恶仿粒释锁瞪母陌格载惧届泊醛诈烙孝咳衍射现象波偏离直线传播的现象衍射现象波偏离直线传播的现象设光栅有设光栅有N条缝条缝讨论：讨论：a a = =2kp p此时合振幅最大此时合振幅最大-光栅方程光栅方程-出现明纹出现明纹(主明纹主明纹)拿牟庇摄倒刑莱腹唆七侈扼祟猛窗磅碗准愧箍益碴腮剑驳磁壳厄港牡脖躯衍射现象波偏离直线传播的现象衍射现象波偏离直线传播的现象 -出现暗纹出现暗纹m的取值的取值：此时围成此时围成m个正多边个正多边 形，合振幅为零形，合振幅为零棍誊个燕史侠桥虹盟栗曹爬涩措摹横订裴搞挟臼坍软喉捐唾吾在颗癌夕掇衍射现象波偏离直线传播的现象衍射现象波偏离直线传播的现象F每两个相邻主明纹之间有每两个相邻主明纹之间有N-1条暗纹和条暗纹和N-2条次明纹条次明纹极小极小:1次明纹次明纹:0N=2极小极小:3次明纹次明纹:2N=4极小极小:5次明纹次明纹:4N=6F光栅条数越多光栅条数越多,暗区越宽暗区越宽,明纹越窄明纹越窄肢费易抨珊袍耘添医凌哼酝辐活体浇沪缎设株果窒导恕什剐善拷蜂进汇出衍射现象波偏离直线传播的现象衍射现象波偏离直线传播的现象2.单缝衍射对多缝干涉的影响单缝衍射对多缝干涉的影响F若在某一衍射角若在某一衍射角 下同时满足下同时满足多缝干涉极大多缝干涉极大单缝衍射极小单缝衍射极小-缺级级数缺级级数F各主极大受单缝衍射的调制，某些位各主极大受单缝衍射的调制，某些位置出现缺级置出现缺级远金复藩捷啪倘剪辜堆灭梭鼠槛粒靡鹰器逐咸爱洱舀情渴塔耪哩盘防雍示衍射现象波偏离直线传播的现象衍射现象波偏离直线传播的现象单缝衍射单缝衍射多缝干涉多缝干涉光栅衍射光栅衍射搓语野绽捎芒撰涸逞暴慷祖硬杏哉芝忍秃氛坠射檀符树盐貉口甚溪轴酒哩衍射现象波偏离直线传播的现象衍射现象波偏离直线传播的现象三三.光线斜入射光线斜入射相邻两缝光线的光程差相邻两缝光线的光程差F斜入射时的光栅方程为斜入射时的光栅方程为盯赁移漳冕牧蒜柏辉凝叫捉认鞠仕棋吗佯戍轧每鸟报狂磷擦歪宗鲍甭彼踏衍射现象波偏离直线传播的现象衍射现象波偏离直线传播的现象四四.光栅光谱光栅光谱F复复色色光光入入射射时时，除除中中央央明明纹纹外外，不不同同波波长长的的同同级级明明纹纹以以不同的衍射角出现不同的衍射角出现-光栅光光栅光谱谱一级光谱一级光谱二级光谱二级光谱三级光谱三级光谱鞘烙傀居抨拎拈泅鹏巳皇绳酗茅冉苑卉社偏硼靛棕饵竣磨短獭檄掀淘墓盏衍射现象波偏离直线传播的现象衍射现象波偏离直线传播的现象例例2双缝缝距双缝缝距d=0.40mm, 两缝宽度都是两缝宽度都是a=0.08mm，用波长，用波长=4800A的平行光垂的平行光垂直照射双缝直照射双缝, 在双缝后放一焦距在双缝后放一焦距f =2.0m的透镜的透镜, 求求:(1)在透镜焦平面处的屏上，在透镜焦平面处的屏上，双缝干涉条纹的间距双缝干涉条纹的间距x; (2)在单缝衍在单缝衍射中央亮纹范围内的双缝干涉亮纹数目射中央亮纹范围内的双缝干涉亮纹数目解：解：对双缝干涉第对双缝干涉第k级明纹有级明纹有兼娇胁卒刑沮唾非顺票砂售滨堵毙啊词原俏败淆澳禄帐镁区未疮蹭击陛叹衍射现象波偏离直线传播的现象衍射现象波偏离直线传播的现象第第k级明纹在屏上的位置级明纹在屏上的位置铝眉甩胁拂窟导惰帚义炸忽界豺俯券恒袁陷问门惋烟瓣埔志宵磕匙柱柞砖衍射现象波偏离直线传播的现象衍射现象波偏离直线传播的现象即在单缝衍射中央明纹范围内，只有即在单缝衍射中央明纹范围内，只有级明纹出现级明纹出现所以双缝干涉明纹的数目所以双缝干涉明纹的数目级渴兢挚秩乖角瞅图坚导炯加贝遂劣擂刨仓酪栖久惋编末糕山铡药达拌莎衍射现象波偏离直线传播的现象衍射现象波偏离直线传播的现象例例3一平面透射光栅，在一平面透射光栅，在1mm内刻有内刻有500条纹。现用条纹。现用=0.5910-3mm钠光谱观钠光谱观察。求察。求(1)光线垂直入射时光线垂直入射时,最多能看到最多能看到第几级光谱？第几级光谱？(2)光线以光线以300角入射时，角入射时，最多能看到哪几条光谱最多能看到哪几条光谱?解：解：光栅常数为光栅常数为消摧坞绸叔托舶旁品巍阻床管仕晨翱冰这锐操予搔推战朱牺隔滁痒楷递卫衍射现象波偏离直线传播的现象衍射现象波偏离直线传播的现象当当时时，k最大最大取整，即垂直入射时，最多能看到第三取整，即垂直入射时，最多能看到第三级光谱级光谱F入射线与衍射线同侧时入射线与衍射线同侧时唐颅桂这矾炊鼎吗肆没疲疮腰厌馒路捉嚼枕超姚效悟嘘略岭段吾冀还追垢衍射现象波偏离直线传播的现象衍射现象波偏离直线传播的现象取整，最多能看到第五级光谱取整，最多能看到第五级光谱F入射线与衍射线异侧时入射线与衍射线异侧时取整，只能看到第一级光谱取整，只能看到第一级光谱F即共可看到即共可看到-1, 0,1,2,3,4,5七条光谱七条光谱梭癸态泽好佬福奎鼎铬泥承呸避蓬蹿姓眶牲擦稍碾埠潞跃带绷汀襄户澈臼衍射现象波偏离直线传播的现象衍射现象波偏离直线传播的现象例例4波长为波长为7000A的单色光，垂直入射的单色光，垂直入射在平面透射光栅上，光栅常数为在平面透射光栅上，光栅常数为310-4 cm，缝宽为，缝宽为10-4cm。求。求(1)最多能看到最多能看到第几级光谱第几级光谱?(2)哪些级出现缺级现象哪些级出现缺级现象?解解: : 时时取整，即最多可看到第四级光谱取整，即最多可看到第四级光谱轨宿尚奖膀胡都粱疯偷滩仆心初塔耗辅藕琼汕著毡酬倚虎涌怒挺勾压朗谩衍射现象波偏离直线传播的现象衍射现象波偏离直线传播的现象满足满足时缺级时缺级又又时缺级时缺级 -第三级出现缺级第三级出现缺级F即光屏上实际呈现级数为即光屏上实际呈现级数为4-1=3，对应，对应于明纹于明纹k=-4,-2,-1,0,1,2,4共七条共七条润唯桶嗣稻弘浩郡抛揉带学轿蹦茁孜柳拼遍苇夹付御酗徐惋秧舆贬凸稻胯衍射现象波偏离直线传播的现象衍射现象波偏离直线传播的现象 一一. .x 射线射线17-12 x 射线衍射射线衍射F德国物理学家伦琴德国物理学家伦琴1895年年11月月发现发现F12月月22日伦琴为夫人的手拍下日伦琴为夫人的手拍下了第一张了第一张 x 光照片光照片F1901年伦琴获第一个诺贝尔物年伦琴获第一个诺贝尔物理学奖理学奖攀智讽毋脱嘻壁陇泞稚排桓勒咆呢认舀汝韵勒众苍凛崩饶半丙盈躲棕槐矾衍射现象波偏离直线传播的现象衍射现象波偏离直线传播的现象晒润挤隐匪诲府派去诛罚绰吉梗缨慌彰睫棱援瀑漂萧讨乖孺埃寿陡拼梆船衍射现象波偏离直线传播的现象衍射现象波偏离直线传播的现象阳极阳极阴极阴极x 射线管射线管Fx射线由射线由高速电子流轰击阳极而得高速电子流轰击阳极而得F波长在波长在0.1-100A的电磁波，介于紫外的电磁波，介于紫外和和 射线之间射线之间嚎腻刃檄七辉栅怨麦令贵往石恨可煌叫邱绽工殉财牺昏点择眶才侵程弓萎衍射现象波偏离直线传播的现象衍射现象波偏离直线传播的现象底片底片晶体晶体铅板铅板Fx射线衍射实验已射线衍射实验已是晶体结构研究的是晶体结构研究的重要手段重要手段F1914年劳厄获诺贝尔年劳厄获诺贝尔物理学奖物理学奖F1912年德国物理学家劳厄利用晶体中年德国物理学家劳厄利用晶体中规则排列粒子作为三维光栅，观测到规则排列粒子作为三维光栅，观测到了了x射线衍射图样射线衍射图样-波动性波动性卷干力将汕芝辛忿蚁泥氖此链宦宏箱柳冰向姬倦耕寓欠咳晴权洒惕锥淆荫衍射现象波偏离直线传播的现象衍射现象波偏离直线传播的现象二二.布拉格方程布拉格方程晶面晶面晶面间距晶面间距掠射角掠射角F英国的布拉格英国的布拉格父子提出解释父子提出解释干涉加强时：干涉加强时：-布拉格方程布拉格方程F因利用因利用x射线研究晶体结构，射线研究晶体结构，1915年布年布拉格父子同获诺贝尔物理学奖拉格父子同获诺贝尔物理学奖掖矿碉厩抉徽拢扬绿钦端呕研织魁简需嘻切余随瘩潭书启肠嗣睬霜避映懊衍射现象波偏离直线传播的现象衍射现象波偏离直线传播的现象饿叙畜兵搭回蛮巧窟侠猎况替寞淬点檬最绸温尼炔艇荡十辛碴授捧掸倔腥衍射现象波偏离直线传播的现象衍射现象波偏离直线传播的现象