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1、第四章第四章 衍射衍射5 5 多缝夫朗禾费衍射和光栅多缝夫朗禾费衍射和光栅定义：具有周期性的空间结构或光学性能（如折射定义：具有周期性的空间结构或光学性能（如折射率、透射率）的衍射屏统称为光栅。率、透射率）的衍射屏统称为光栅。衍射光栅衍射光栅(透射光栅透射光栅)反射光栅反射光栅(闪耀光栅闪耀光栅)透射光栅透射光栅闪耀光栅闪耀光栅平面光栅平面光栅凹面光栅凹面光栅黑白光栅黑白光栅正弦光栅正弦光栅应用：测定光波长、应用：测定光波长、光谱分析仪、光谱分析仪、光栅信号显微镜，光栅信号显微镜，光栅光栅第四章第四章 衍射衍射5 5 多缝夫朗禾费衍射和光栅多缝夫朗禾费衍射和光栅光栅常数：光栅常数：光栅常数光栅
2、常数衍射角衍射角：透光部分的宽度：透光部分的宽度：不透光部分的宽度：不透光部分的宽度一一 试验装置和衍射图样试验装置和衍射图样光栅常数光栅常数第四章第四章 衍射衍射5 5 多缝夫朗禾费衍射和光栅多缝夫朗禾费衍射和光栅1 条条 缝缝20 条条 缝缝3 条条 缝缝5 条条 缝缝 光栅中狭缝条数越多，明纹越亮光栅中狭缝条数越多，明纹越亮.衍射图样衍射图样第四章第四章 衍射衍射5 5 多缝夫朗禾费衍射和光栅多缝夫朗禾费衍射和光栅衍射图样的特征衍射图样的特征（1 1）有一系列主极大、）有一系列主极大、次极大和极小值次极大和极小值（2 2）主极大的位置与）主极大的位置与缝数缝数N无关，宽度随无关，宽度随N
3、增加减小（更细锐）增加减小（更细锐）（3 3）相邻主极大间有）相邻主极大间有N-1条暗纹（极小）和条暗纹（极小）和N-2个次极大。个次极大。（4 4）外部轮廓呈单缝）外部轮廓呈单缝衍射的曲线包络衍射的曲线包络第四章第四章 衍射衍射5 5 多缝夫朗禾费衍射和光栅多缝夫朗禾费衍射和光栅二二 N缝夫琅禾费衍射的复振幅和光强分布缝夫琅禾费衍射的复振幅和光强分布矢量图解法求光强分布矢量图解法求光强分布第四章第四章 衍射衍射5 5 多缝夫朗禾费衍射和光栅多缝夫朗禾费衍射和光栅单缝衍单缝衍射因子射因子缝间干缝间干涉因子涉因子第四章第四章 衍射衍射5 5 多缝夫朗禾费衍射和光栅多缝夫朗禾费衍射和光栅三三 缝间
4、干涉因子的特点缝间干涉因子的特点（1）主极大峰值的位置、大小和数目主极大峰值的位置、大小和数目主极大的大小主极大的大小主极大的最大级主极大的最大级主极大的位置主极大的位置与缝数与缝数N无关无关第四章第四章 衍射衍射5 5 多缝夫朗禾费衍射和光栅多缝夫朗禾费衍射和光栅（2）零点的位置、次极大的数目和主极大的半角宽度零点的位置、次极大的数目和主极大的半角宽度零点的位置零点的位置次极大的数目次极大的数目相邻主极大间有相邻主极大间有 条暗线，有条暗线，有 个次极大个次极大第四章第四章 衍射衍射5 5 多缝夫朗禾费衍射和光栅多缝夫朗禾费衍射和光栅主极大的半角宽度主极大的半角宽度讨论：讨论：条纹越细锐条纹
5、越细锐N105 5，次级大极弱，次级大极弱普遍半角宽度普遍半角宽度第四章第四章 衍射衍射5 5 多缝夫朗禾费衍射和光栅多缝夫朗禾费衍射和光栅四四 单缝衍射因子的作用单缝衍射因子的作用缺级缺级不改变主极大的位置和半角宽度不改变主极大的位置和半角宽度只影响强度在各级主极大间的分配只影响强度在各级主极大间的分配第四章第四章 衍射衍射5 5 多缝夫朗禾费衍射和光栅多缝夫朗禾费衍射和光栅补例补例1 波长波长 的光正入射到透射平面光栅上，的光正入射到透射平面光栅上，有两相邻主极大分别出现在有两相邻主极大分别出现在 和和 处，处，第四级缺级，试求第四级缺级，试求（1），（，（2），（，（3）屏上出）屏上出现的全部级数。现的全部级数。补例补例2 一单色平行光入射衍射光栅，其方向与光栅法一单色平行光入射衍射光栅，其方向与光栅法线成线成 角，在和法线成角，在和法线成 110 和和530方向上出现了第一方向上出现了第一级谱线，并且位于法线两侧，试求级谱线，并且位于法线两侧，试求（1）入射角）入射角 ，（2）为什么位于法线两侧时，只能看到一级谱线，）为什么位于法线两侧时，只能看到一级谱线，而位于法线两侧时，则能观察到二级谱线。而位于法线两侧时，则能观察到二级谱线。