2020高中物理竞赛辅导课件—基础光学第5-b章 光的衍射2(共30张PPT)

5.8 多缝夫琅禾费衍射 夫朗和费光栅衍射的实验装置如图所示。衍射屏具有多个平行狭缝，每条狭缝均平行于y1方向，沿x1方向的缝宽为a,相邻狭缝的间距为d。利用平行光照射多缝时，其每一个单缝都要产生自己的衍射，形成各自的一套衍射条纹。当每个单缝等宽时，各套衍射条纹在透镜焦平面上完全重叠，其总光强分布为它们的干涉叠加。 多光束干涉计算方法： 1、单缝复振幅： 2、双缝： 3、多缝： 5.8.1 强度分布公式 多缝衍射图样的强度分布用夫琅禾费衍射公式计算 只考虑x周的复振幅分布，屏上任意一点P的复振幅为 可见，在x1方向上两个相距为d的平行等宽狭缝在p点产生的复振幅有一相位差 式中 ---单缝衍射因子，只与单缝本身性质有关 ---多缝干涉因子，与单缝本身性质无关，来源 于狭缝的周期性排列 多缝衍射 = 单缝衍射 + N个单缝多光束干涉 P点光强 I0单缝衍射情况下P0 点的光强 A）多缝干涉因子 1）主极大 由多光束干涉因子可以看出，当 φ=2mπ  （ m=0, ±1, ±2, …） 或者 d sinθ=mλ 时，多光束干涉因子为主极大值，数值为N2 主极大强度为： 是单缝衍射在各级主极大位置上所产生强度的N 2倍， 其中，零级主极大的强度最大，等于N 2 I0 。 各级主极大的相对强度与缝数N无关，只与缝宽和缝距之比有关 5.8.2 多缝衍射图样 2） 光栅衍射极小 当Nδ/2等于π的整数倍、而δ/2不是π的整数倍，亦 即： 或者 此时强度最小，并且等于零。 并且在两个主极大之间，有(N-1)个极小值。 相邻两个极小(零值)之间(Δm′=1)的角距离Δθ为： 主极大与相邻的一个零级之间的角间距也为△θ——主极大的角半宽度 m=0, ±1, ±2, …; m′=1,2,…,N-1 N=6 3）多缝衍射次极大 由多光束干涉因子可见，在相邻两个极小值之间，除了 是主极大外，还可能是强度极弱的次极大。 在两个主极大之 间