大学物理下 光偏振课件.ppt

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1、由光栅方程dsin=k,k=0,1,2,3,….可见不同波长(颜色)的光,主极大的位置不同,即复色光的明条纹有色散,形成光谱.k=0k=1k=2k=3重叠区白光的光栅光谱17-5-3光栅光谱1.光栅光谱例:一光栅每厘米刻痕4000条,用白光垂直照射可产生多少完整的光谱?哪级光谱的哪些波长与其它谱线重叠?解:取紫光=400nm,红光'=700nm,为了得到完整的光谱,红光第k级衍射角’k要小于紫光的第k+1级衍射角k+1：根据光栅方程,因此得解得可见,只有第一级光栅光谱是完整的。与光栅缝数N无关有2.光栅的色散本领把不同波长的光在谱线上分开的能力角色散本领色散本领：波长的谱

2、线，衍射角波长为的谱线，衍射角为，设：由#1b1202017b黄光垂直照射到一个衍射光栅上。光栅后面的屏幕上可以看到衍射图样由5个黄色斑点组成，分别在0°、15°和30°的方向。我们现在在黄光源上加上同样强度的红色光源，以下哪个描述是正确的：大约15°方向上黄、红点的距离较大大约30°方向的黄、红点的距离较大明纹的级次越高，黄、红点之间的距离越小明纹的级次越高，黄、红点之间的距离越大不论那个方向，黄、红点之间的距离是一样的}}比较这两个距离3.光栅的色分辨本领(resolvingpowerofgrating)宽度的，色散本领只反映谱线主极大中心分离的程度，但不能说明谱线是否

3、重叠，因为谱线本身是有为此引入色分辨本领。设入射波长为和+时，光栅的色分辨本领定义：两谱线刚能分辨。下面分析R和哪些因素有关。的k级主极大+的k级主极大得(N>>1)按瑞利判据：由图，有：例如，对波长靠得很近的Na双线：1==589nm，都可分辨出Na双线2=+=589.6nm若k=2，则N=491若k=3，则N=327例:有两光栅,光栅A的dA=2m,光栅宽度WA=NAdA=4cm，另一光栅B的dB=4m,光栅宽度WB=10cm,现有波长为500nm和500.01nm的平面波垂直照射这两块光栅，选定在第二级工作。试问：这两块光栅分别将这两条谱线分开多大的角度？

4、能否分辨这两条谱线？解：由光栅公式求第二级对应的衍射角光栅A光栅B虽然光栅B将这两条谱线分开的角度小于光栅A的,但B光栅恰能分辨这两条谱线，而A光栅则不能分辨。要分辨500nm和500.01nm这两条谱线，需要分辨本领大于：因为：结论解:光栅方程k为3,钠光的衍射角62º7'屏幕上的线距离x3=f3=3.86mm例：一光栅每厘米刻痕5000条,钠光的两条谱线(1=589.0nm、2=589.6nm)求正入射时第3级中两线分开的角距离?若透镜焦距f=2m,其线距离多大?对光栅方程式取微分得:光栅主极大的缺级,说明光栅的条纹受到单缝衍射图样的一般光栅的各个主极大都是在单缝的中央明条纹内各

5、缝的子波干涉的明条纹.综上所述,光栅的夫琅禾费衍射条纹是单缝衍射与多缝干涉的合成效果.调制干涉和衍射的区别与联系1895年德国物理学家伦琴发现了高速电子撞一.X射线的产生击固体可产生一种能使胶片感光、空气电离、荧光质发光的中性射线，称为X射线。-KAX射线X射线管+K—阴极，A—阳极加速阴极发射的热电子AK间加几万伏高压，X射线管的结构如下：17-5-4x射线在晶体上的衍射X射线准直缝晶体····劳厄斑衍射图样证实了X射线的波动性。劳厄（Laue）实验（1912）：晶体相当于三维光栅X射线:10-2101nmdddd

6、sin12晶面ACB二.X射线在晶体上的衍射1.衍射中心：:掠射角d：晶面间距（晶格常数）2.同一层晶面上点间散射光的干涉：每个原子都是散射子波的波源。3.面间散射光的干涉：NaCld=0.28nm符合反射定律的散射光加强散射光干涉加强条件：乌利夫—布拉格公式三.应用▲已知、可测d▲已知、d可测—X射线晶体结构分析。—X射线光谱分析。共同获得了1915年的诺贝尔物理学奖。布拉格父子（W.H.Bragg，W.L.Bragg）由于利用X射线分析晶体结构的杰出工作，四.实际观察X射线衍射的作法1.劳厄法：使用连续的X射线照射晶体，此法可定晶轴方向。得到所有晶面族反射的主极

7、大。每个主极大对应一个亮斑(劳厄斑)。X射线准直缝晶体····劳厄斑d这样得到的衍射图叫劳厄(Laue)相。2.粉末法：用确定的X射线入射到多晶粉末上。此法可定晶格常数。大量无规的晶面取向，总可使布拉格条件得到满足。这样得到的衍射图叫德拜(Dedye)相。SiO2的劳厄相粉末铝的德拜相第23讲作业17.24练习册P13511波长为6