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1、衍射光栅：由大量等间距、等宽度的平行狭缝所组成的光学元件。用于透射光衍射的叫透射光栅。用于反射光衍射的叫反射光栅。光栅常数：d=a+b数量级为10-5~10-6m条纹特点：亮、细、疏8-5光栅衍射与光栅光谱衍射条纹的形成:1）各单缝分别同时产生单缝衍射各单缝衍射的平行光产生多光干涉。2）注意：每一个单缝衍射的图样和位置都是一样的。Isinsin一、衍射光栅多缝干涉单缝衍射只有衍射只有干涉1.光栅方程从不同单缝射出的平行光依次相差相同的光程BC或相同的相位差各单缝衍射的平行光产生什么样的多缝干涉？abdBCabdBCabdBCabdBC各狭缝
2、上的子波波源一一对应，且满足相干条件。多缝干涉相邻狭缝对应点在衍射角方向上的光程差满足：k=0,1,2,3···主极大级数则相干加强，形成明条纹。此式称为光栅公式。多缝干涉明条纹也称为主极大明条纹abdBC明纹处的合振幅应该是光栅N个单缝的光振动的叠加，亮度相对单缝衍射明纹大得多。多缝干涉各狭缝衍射出来的光因干涉相消则出现暗条纹理论和实验表明：N条光栅图样中，两个相邻主极大之间，分布着N-1条暗条纹和N-2条次级明条纹。abdBCk=0,1,2,3···主极大级数光栅常数越小，衍射角越大，相邻明纹间距越大，越有利于分辨和测量光栅衍射多缝干涉单缝衍
3、射光栅衍射是单缝衍射和缝间光线干涉两种效应的叠加效果。亮纹的位置决定于缝间光线明纹干涉的结果，光强分布受单缝衍射光强分布调制的结果。光栅衍射的结论：每个单缝的衍射光强决定于来自各单缝的光振幅矢量Ai的大小，它随衍射角而变化。而多缝干涉主极大的光强决定于N·Ai，受Ai大小的制约。*光栅衍射图样的特点：在比较暗的背景上出现一系列分得很开的细窄亮条纹。光栅的缝数越多，明纹越细越亮。III1245-1-2-4-5综合：如果只有衍射：如果只有干涉：干涉、衍射均有之：缺级缺级-1-212-22缝数N=5时光栅衍射的光强分布图k=1k=2k=0k=4k=5k
4、=-1k=-2k=-4k=-5k=3k=-3k=6k=-6次极大极小值包络线为单缝衍射的光强分布图中央亮纹*光栅衍射图样主极大亮纹()a·sin=±k'k'=1,2,···缺极时衍射角同时满足：(a+b)·sin=±kk=0,1,2,···即缺级条件：k=(a+b)/a·k'k就是所缺的主极大级次缺级由于单缝衍射的影响，在应该出现干涉极大（亮纹）的地方，不再出现亮纹缝间光束干涉极大条件单缝衍射极小条件2.缺级现象k=1k=2k=0k=4k=5k=-1k=-2k=-4k=-5k=3k=-3k=6缺级k=-6缺级：k=±3,±6,±9,...缺
5、级光栅衍射第三级极大值位置单缝衍射第一级极小值位置=====+392613k’kaba若：垂直入射时：(a+b)sin=±kk=0,1,2,3···单色平行光倾斜地射到光栅上相邻两缝的入射光在入射到光栅前已有光程差（a+b)sin0(a+b)(sinsin0)=±kk=0,1,2,3···则斜入射的光栅方程为：同侧取“+”异侧取“-”[例1]用每厘米有5000条的光栅，观最多能看到3级条纹。问：1.光线垂直入射时；2.光线以30o角解：1.由光栅公式：()ab+sin=klj=sin1当时，k有最大值。jsin()ab+k=jl=58
6、93A0l5.893×10-7=~~32×10-6ab+=50001×10-2=2×10-6m察钠光谱线，倾斜入射时，最多能看到几级条纹？θ=300在进入光栅之前有一附加光程差AB，所以：~~5ABBC+δ=2.倾斜入射xfo屏A.BC..θj=kθ()ab+sin+()sin光栅公式变为：lj=θ()ab+sin+()sinjθ=()ab+sin()ab+sin+j=kθ()ab+sin+()sinjlxf0屏二.光栅光谱白光的光栅光谱(a+b)sin=±k如果有几种单色光同时投射在光栅上，除中央明纹外，每一组（同一级数k）谱线都是由同级的
7、不同颜色的明条纹按波长顺序排列成的衍射花样，称光栅光谱二.光栅光谱从中央明纹往外看，侧形成由紫色到红色对称排列的彩色谱线级数越高，相邻两级谱线间距就越大，就会出现相邻组光谱的重叠白光的光栅光谱：(a+b)sin=±k例2、波长为6000Å的单色光垂直入射在一光栅上，第二级明纹出现在sin2=0.2处，第4级为第一个缺级。求(1)光栅上相邻两缝的距离是多少？(2)狭缝可能的最小宽度是多少？(2)狭缝可能的最小宽度是多少？(3)按上述选定的a、b值，实际上能观察到的全部明纹数是多少？解:(1)光栅常数一定时，a越小，缺级越出现在对应衍射角大的地方
8、在-900
