《光的衍射干涉习题》PPT课件

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1、§5X射线的衍射一.X射线的产生1895年，伦琴X射线准直缝晶体····劳厄斑证实了X射线的波动性劳厄（Laue）实验（1912）-KAX射线X射线管+:10-110-2nm第一届诺贝尔物理奖（1901）原子内壳层电子跃迁产生的一种辐射和高速电子在靶上骤然减速时伴随的辐射，称为X射线。在电磁场中不发生偏转穿透力强劳厄获1914年诺贝尔物理奖。d12晶面ACB二.X射线在晶体上的衍射:掠射角d:晶面间距(晶格常数）每个原子都是散射子波的子波源dsin散射光干涉加强条件：——布喇格公式（方程）Bragg父子获1915年诺贝

2、尔物理奖。三.应用在医学和分子生物学领域也不断有新的突破。1953年英国的威尔金斯、沃森和克里克利用X射线的结构分析得到了遗传基因脱氧核糖核酸（DNA)的双螺旋结构，荣获了1962年度诺贝尔生物和医学奖。1924年，西格班研究伦琴射线光谱学获诺贝尔物理奖。1917年，巴克拉发现元素的标识伦琴辐射获诺贝尔物理奖。已知、可测d—X射线晶体结构分析。已知、d可测—X射线光谱分析。1927年，Compton（康普顿）散射实验，获诺贝尔物理奖。（7个Nobel）1、光的相干性:光源、相干光的获得2、杨氏双缝干涉3、光程4、薄膜干涉—等倾条纹条纹特点光程差:dlpj2=D明纹：暗纹：光

3、的干涉5、薄膜干涉—等厚条纹（1）劈尖干涉ekek+1明纹暗纹光程差明纹：暗纹：相邻明(暗)纹高度差相邻明(暗)纹之间距离（2）牛顿环erR·平晶平凸透镜暗环o光程差：明环：暗环：条纹特点：r=0暗环，r越大条纹越密，透射条纹与反射条纹互补M12211S半透半反膜M2M1G1G2E6、迈克耳逊干涉仪等倾条纹、等厚条纹光的衍射1、光的衍射惠更斯—菲涅耳原理菲涅耳衍射、夫琅禾费衍射2、单缝的夫琅禾费衍射半波带法暗纹:明纹(中心)：中央明纹(中心)：中央明纹区:半角宽度：线宽度:3、光学仪器的分辨本领圆孔的夫琅禾费衍射ID**S1S20最小分辨角

4、分辨本领4、光栅衍射光栅方程单缝衍射和多缝干涉的共同结果相邻主极大间有N－1个暗纹和N－2个次极大。衍射暗纹位置：干涉明纹缺级级次：干涉明纹位置：缺级现象d/a为整数时光栅衍射主极大出现缺级现象光线斜入射时的光栅方程5、X射线衍射布喇格公式1.在双缝干涉实验中，入射光的波长为λ，用玻璃纸遮住双缝中的一个缝，若玻璃纸中光程比相同厚度的空气的光程大2.5λ，则屏上原来的明纹处：（A）仍为明纹；（B）变为暗纹；（C）即非明纹也非暗纹；（D）无法确定。（B）2.如图，用单色光垂直照射在观察牛顿环的装置上，当平凸透镜垂直向上缓慢平移而远离平面玻璃时，可以观察到这些环状干涉条纹：（A）

5、向右平移；（B）向中心收缩；（C）向外扩张；（D）静止不动；（E）向左平移（B）单色光空气3.一束波长为λ的单色光由空气垂直入射到折射率为n的透明薄膜上，透明薄膜放在空气中，要使反射光得到干涉加强，则薄膜最小的厚度为：(A)λ/4．(B)λ/(4n)．(C)λ/2．(D)λ/(2n)．(B)4.在双缝干涉实验中，单色光源S0到两缝S1和S2的距离分别为l1和l2，并且l1－l2＝3λ，λ为入射光的波长，双缝之间的距离为d，双缝到屏幕的距离为D(D>>d)，如图．求：(1)零级明纹到屏幕中央O点的距离．(2)相邻明条纹间的距离．解：(1)如图，设P0为零级明纹中心，则(l2+r2)-

6、(l1+r1)=0r2–r1=l1–l2=3λ(2)在屏上距O点为x处,光程差明纹条件相邻明条纹间距P05.在迈克耳逊干涉仪的一支光路中，放入一片折射率为n的透明介质薄膜后，测出两束光的光程差的改变量为一个波长λ，则薄膜的厚度是(A)λ/2(B)λ/(2n)(C)λ/n(D)（D）6.在双缝衍射实验中，若保持双缝S1和S2的中心之间的距离d不变，而把两条缝的宽度a略微加宽，则：(A)单缝衍射的中央主极大变宽，其中所包含的干涉条纹数目变少．(B)单缝衍射的中央主极大变宽，其中所包含的干涉条纹数目变多．(C)单缝衍射的中央主极大变宽，其中所包含的干涉条纹数目不变．(D)单缝衍射的中央主

7、极大变窄，其中所包含的干涉条纹数目变少．(E)单缝衍射的中央主极大变窄，其中所包含的干涉条纹数目变多．（D）7.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）8.在如图所示的单缝夫琅禾费衍射装置示意图中，用波长为的单色光垂直入射在单缝上，若P点是衍射条纹中的中央明纹旁第二个