第十二講波動光學(xué)（二）..五、惠更斯

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菲涅耳原理六、單縫衍射七、衍射光柵八、光學(xué)儀器的分辯本領(lǐng)九、X射線衍射波動光學(xué)（二）[基本內(nèi)容][重點]*單縫衍射的特點及衍射條紋的計算*衍射光柵的特點及衍射條紋的計算..五、惠更斯

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菲涅耳原理..光的衍射現(xiàn)象光能繞過障礙物的邊緣傳播圓孔衍射..惠更斯

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菲涅耳原理惠更斯菲涅耳波陣面上各點都看成是子波波源能定性解釋光的傳播方向問題波場中各點的強度由各子波在該點的相干疊加決定能定量解釋衍射圖樣中的強度分布..六、單縫衍射..單縫夫瑯和費衍射P光源和觀察屏都在距離衍射單縫無限遠(yuǎn)處為了討論在

P點振動的合成，引入“半波帶”的概念...BA/2a對應(yīng)衍射角

將波振面

AB

分成若干個等寬長條帶分割原則是——相鄰條帶的相應(yīng)點發(fā)出的光到達(dá)

P

點的光程差為半波長半波帶的個數(shù)與衍射角

有關(guān)，取決于單縫兩邊緣處衍射光線的光程差..明紋暗紋01（3）2（5）奇數(shù)個半波帶偶數(shù)個半波帶1（2）2（4）..中央明紋的寬度約為其他明紋的兩倍當(dāng)衍射角很小時，中央明紋的半角寬..0.16mm0.08mm0.04mm0.02mm透鏡焦平面上中央明紋的線寬度明條紋寬度正比于波長，反比于縫寬...例題

波長546nm的平行光垂直照射在縫寬0.437mm的單縫上，縫后凸透鏡的焦距為40cm，求透鏡焦平面上衍射中央明紋的寬度。解m..七、衍射光柵a+b光柵常量..先考慮多光束干涉光柵衍射的主極大方向由此方程決定.光柵方程

光柵衍射圖樣

——

在幾乎黑暗的背景上形成一系列又細(xì)又亮的明條紋.6654321012345各主極大要受單縫衍射的調(diào)制...

對應(yīng)某些

θ值按多光束干涉應(yīng)出現(xiàn)某個主極大，由于單縫衍射的調(diào)制而造成這些主極大缺失——缺級現(xiàn)象例如，a+b=3a

，則

k=±3，±6，±9，……對應(yīng)的主極大缺級.多光束干涉主極大光柵衍射暗紋滿足條件:

..例題

波長為500nm和520nm的兩種單色光同時垂直入射在光柵常數(shù)為0.002cm的光柵上，緊靠光柵后用焦距為2m的透鏡把光線聚焦在屏幕上。求這兩束光的第3級譜線之間的距離。解fx2x1m..例題

用鈉黃光（

=590nm）垂直入射在每毫米

刻有500條柵紋的光柵上，最多能看到幾級條紋？解m最多能看到3級（7條）衍射條紋...例題

用波長

=600nm的單色光垂直照射光柵，觀察到第2級和第3級明條紋分別出現(xiàn)在sin=0.20和sin=0.30處，而第4級缺級。試求（1）光柵常數(shù)；（2）狹縫寬度；（3）全部條紋的級數(shù)。解mmk=0，±1，±2，……

±9k=10對應(yīng)sin=1

故舍去..八、光學(xué)儀器的分辯本領(lǐng)愛里斑

光通過光學(xué)系統(tǒng)中的光闌、透鏡等限制光波傳播的光學(xué)元件時，呈現(xiàn)衍射圖樣。..剛能分辨瑞利判據(jù)最小分辨角角分辨率..最小分辨角等于圓孔夫瑯和費衍射的中央衍射斑的半角寬分辨率1990年發(fā)射的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡，其凹面鏡的直徑為2.4m，角分辨率約為0.1〞，在大氣層外615km處繞地球運行，可觀察130億光年遠(yuǎn)的宇宙深景，發(fā)現(xiàn)了500億個星系。

..九、X射線衍射X射線是倫琴于1895年發(fā)現(xiàn)的，它是在真空管中高速電子撞擊金屬靶時產(chǎn)生的一種射線，人眼看不見，具有很強的穿透能力。..勞厄斑X射線管X射線是一種波長很短的電磁波，波長在0.01—10nm.1912年勞厄以晶體中的晶格點陣作為光柵（三維空間光柵），獲的了X射線的衍射圖樣...CABd一個晶面

反射定律給出強度最大的方向一組晶面

多光束相干疊加加強條件

滿足布拉格公式

可應(yīng)用于測晶面間距

d

，分析晶體結(jié)構(gòu)。..DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)..[D]選擇題1、光波的衍射現(xiàn)象沒有聲波顯著，這是由于（A）光是電磁波；（B）光速比聲速大；（C）光有顏色；（D）光的波長比聲波短得多。..[B]2、波長為

λ

的單色光垂直入射在縫寬

a=4λ

的單縫上，對應(yīng)于衍射角

=30°，單縫處的波陣面可劃分的半波帶的數(shù)目為（A）2個；

（B）4個；（C）6個；

（D）8個。..[A]3、用

λ=500nm的單色光垂直射在2500條/cm刻痕的平面衍射光柵上，則第四級譜線的衍射角應(yīng)為（A）30°

（B）60°（C）45°

（D）90°..[A]4、波長為

λ的單色光在折射率為

n

的介質(zhì)中從

a點傳到

b

點，相位改變了

π，則光從

a

點到

b

點的幾何路程為（A）

（B）

（C）

（D）..[A]5、在楊氏雙縫實驗中，若用白光作光源，干涉條紋的情況為（A）

中央明紋是白色的；（B）

紅光條紋較密；（C）

紫光條紋間距較大；（D）

干涉條紋為白色。..[C]6、在牛頓環(huán)裝置中，若對平