单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,衍射：,波能够绕过障碍物继续传播的现象。,水波通过狭缝后的衍射,惠更斯原理：,介质中波动传播到的各点都可以看作是发射子波的波源，而在其后的任意时刻，这些子波的包络就是新的波前。,惠更斯原理：,波的衍射,波的衍射,圆孔衍射,单缝衍射,*,*,光的衍射现象：,夫 琅 禾 费 衍 射,光源、屏与缝相距无限远,缝,在实验中实现,夫琅禾费衍射,菲 涅 尔 衍 射,缝,光源、屏与缝相距有限远,菲涅耳衍射和夫琅和费衍射：,菲涅耳半波带法：,缝长,暗纹,菲涅耳半波带法：,明纹,缝长,干涉相消（,暗纹,）,（,明纹,）,（介于,明,暗,之间）,中央明纹中心,菲涅耳半波带法：,在单缝夫琅和费衍射实验中，屏上第三级暗纹对应于单缝处波面可划分为,个半波带，若将缝宽缩小一半，原来第三级暗纹处将是第,级,纹。,例8：,明,在单缝夫琅和费衍射实验中，波长为,的单色光垂直入射在宽度a=5的单缝上，对应于衍射角的方向上若单缝处波面恰好可分成5个半波带，则衍射角=,。屏幕上与该衍射角对应处出现,级,纹。,例9：,明,在单缝夫琅和费衍射实验中，波长为的单色光的第三级明纹与波长为630nm的单色光的第二级明纹恰好重合，试计算波长。,例3：,出现三级明纹,：,出现二级明纹,：,暗纹坐标,：,光强分布：,中央明纹的宽度,用白光光源进行实验。,思考：,进行下列操作，单缝衍射条纹将怎样变化？,将整套装置浸入水中；,将单缝稍稍向上平移；,入射光斜向上地入射到单缝上；,中央明纹两侧出现彩色条纹,条纹不变,条纹上移,条纹上移,条纹变窄,将透镜稍稍向上平移；,使用大焦距透镜且将屏幕移到新的焦平面上；,将屏幕向后平移；,条纹消失,条纹变宽,艾里斑,圆孔衍射,*,*,最小分辨角,光学仪器分辨率,光学仪器的分辨率,孔径D,干涉与衍射的区别：,干涉是有限束光的相干叠加，而衍射是无数个子波的相干叠加,干涉中不同级次条纹光强是一样的，而衍射中不同级次条纹的光强是不同的,干涉条纹是等间距的，而衍射中中央明纹的宽度是其他条纹宽度的两倍,双缝干涉与单缝衍射明暗条纹的条件是相反的。,练习4：,一双缝，缝距d=0.4mm，两缝宽度都是b=0.08mm，用波长,=480nm的平行光垂直照射双缝，在双缝后面放一焦距f=2m的透镜，试求：,（1）在透镜焦平面处的屏上，双缝干涉条纹的宽度。,（2）在单缝衍射中央明纹范围内的双缝干涉明纹数目N和相应的级次,1,条 缝,20,条 缝,3,条 缝,5,条 缝,光栅衍射条纹,光栅：,许多,等宽度,、,等距离,的狭缝排列起来形成的光学元件.,衍射角,光栅衍射,光栅常数,衍射角,光栅衍射条纹的形成,光栅方程：,光栅常数越小，明纹间隔越远,入射光波长越小，明纹间隔越近,最高级数：,光强分布,a sin,=k,k,=1,2,缺极时衍射角同时满足：,(,a+,b,),sin,=k,k,=0,1,2,即：,k=,(,a+b,),/,a,k,k,就是所缺的级次,由于单缝衍射的影响，在应该出现亮纹的地方，不再出现亮纹。,缝间光束干涉极大,单缝衍射极小,缺级现象,缺级：,对某一定波长的垂直入射光，衍射光栅的屏幕上只能出现零级和一级主极大，欲使屏幕上出现更高级次的主极大，应该（）,（A）换一个光栅常数较小的光栅,（B）换一个光栅常数较大的光栅,（C）将光栅向靠近屏幕的方向移动,（D）将光栅向远离屏幕的方向移动,B,例10：,某单色光垂直入射到光栅上，衍射光谱中共出现了5条明条纹。若已知此光栅缝宽度与不透明部分宽度相等，那么在中央明纹一侧的两条明纹分别是第,和第,级明纹？,1,3,例11：,波长为600nm的单色光垂直照在光栅上，第二级明纹出现在,sin,=,0.2,处。第四级缺级。试求：,（1）光栅常数d。,（2）光栅中单缝的最小宽度a。,（3）在全屏中出现的全部级数N。,练习5：,入射光为,白光,时，不同，不同，按波长分开形成,光谱,.,一级光谱,二级光谱,三级光谱,衍射光谱,光栅方程：,1885年,伦琴,发现，受高速电子撞击的金属会发射一种穿透性很强的射线称,射线,X 射线,冷却水,X射线的衍射,劳 厄 斑 点,铅板,单晶片,照像底片,单晶片的衍射,1912年劳厄实验,X射线的衍射,布 拉 格 反 射,入射波,散射波,掠射角,晶格常数,干涉加强的条件：,布拉格公式,X射线的衍射,测量射线的波长研究X射线谱，进而研究原子结构；研究晶体的结构，进一步研究材料性能.,DNA 晶体的,X,衍射照片,DNA,分子的双螺旋结构,X射线的衍射,用途：,单缝衍射,圆孔衍射,光栅衍射,菲涅耳半波带法：,条纹宽度：,光栅方程：,暗,明,光学仪器的分辨率：,明,缺级,缺级条件：,最高级数：,暗,光的衍射小结,