物理光学课件 13.5 多缝的夫琅和费衍射.ppt

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1、多缝是指在一块不透光的屏上，刻有N条等间距、等宽度的通光狭缝。13.5夫琅和费多缝衍射沿x方向的缝宽为a，相邻狭缝的间距为d，不透光缝宽度b,其关系如下：d=a+b(也叫光栅常数)。夫琅和费多缝衍射某一点的光强分布N个狭缝的衍射光强关系式中包含有两个因子：一个是单缝衍射因子(sin/)2,另外一个因子是多光束干涉因子[sin(N/2)/sin(/2)]2。多缝衍射现象包含有衍射和干涉双重效应。N=4,d=3a-6-5-4-3-2-10123456m=-6-5-4-3-2-023456n=-2-02

2、-2-1012δ/2δ/2S20q1SS200qqdxS2DR1R2ly双缝衍射图样的计算x1y1da10m=-7-6-5-4-3-2-1012345678m=-8-6-4-202468δ/2sin2/201n=-3-2-023I0(sin2/)cos2(δ/2)4I0m=-8-6-4-202468n=-2-023δ/2d＝3acos2(δ/2)二、多缝衍射图样(1)多缝衍射图样的强度极值性单缝衍射光强极小值位置多缝干涉光强极大值位置多缝干涉光强极小值位置光栅方程在两个主

3、极大之间，有(N－1)个极小。在两个主极大之间，有(N－2)个次极大。m=-6-5-4-3-2-023456n=-2-02δ/2N=4,d=3a双缝干涉极大值缺级现象m=-6-5-4-3-2-023456n=-2-02δ/2N=4,d=3a当干涉因子的某级主极大的位置刚好与衍射因子的某级极小值的位置重合，这个干涉主极大就被调制为零而消失III缺级缺级--22-22衍射条纹缺级的形成N=5;d=3a/236-3-6/2m=-5-4-2-0245n=-2

4、-02I245--2-4-5N=3缺级缺级I245--2-4-5缺级缺级N=5245--2-4-5N=2I缺级缺级N不同的条纹分布d=3a245--4-5I-2缺级缺级N=4δ/2δ/2δ/2δ/2I245--2-4-5缺级缺级N=2双缝衍射d=3aId=4ad=5aδ/2缺级缺级25--2-53-36-60δ/2I24-2-46-60缺级缺级δ/2相邻两个极小(零值)之间(m＝1)的角距离为上式也是主极大与相邻极小值之间的角距离

5、,即主极大的条纹角宽度狭缝数N愈大，主极大的角宽度愈小，反映在观察面上主极大亮条纹越亮、越细双缝干涉和双缝衍射的区别？1.双缝衍射：I0(sin2/)cos2(δ/2)4I0m=-8-6-4-202468δ/2cos2(/2)10m=-7-6-5-4-3-2-1012345678-8-6-4-202468/2当a逐渐变小时，衍射图样逐渐接近双缝干涉图样，即明暗相同的等亮度条纹。所以，双缝干涉实质上是当双缝衍射的缝宽a很细时的一个特例。当a不变，而增大双缝间隔时,即d增大,中央最大包络线的宽度不变，最大包络线内的分裂条

6、纹的间隙变小。故在中央最大包络线内看到的亮细条纹数目增多,且变细。多缝衍射的分光原理1级光谱2级光谱-1级光谱-2级光谱中央明纹红橙黄绿青蓝紫紫蓝青绿黄橙红m=-6-5-4-3-2-023456δ/2N=4,d=3a对于每个m级衍射光都有一系列按波长排列的光谱,该光谱称为第m级光谱。