2020年高中物理竞赛-普通物理学C（修订版）10光栅：N 个单缝衍射的影响(共20张PPT)

2020高中物理竞赛 普通物理学C （2020新修版） 3.N 个单缝衍射的影响 教材490页：15.4.3 讨论： N 个单缝衍射的影响彼此是否一致？ 每条缝的单缝衍射 条纹彼此重合 I L f 缝宽： * 分为偶数个半波带： 缝内光线自身干涉相消 即使缝间干涉相长 该主明纹不出现——缺级 * 分为奇数个半波带： 缝内光线部分干涉相消，条纹级次越高，光强越弱； N 缝叠加后，光栅主明纹光强非均匀分布——亮度调制 讨论： 考虑缝宽后 会带来什么影响？ （1）亮度调制： 单缝衍射因子 多(N)缝干涉因子 缝宽 光栅常数 a+b 衍射角 光强分布： （单缝衍射） 其中： ； 同一缝中子波相干影响亮度分布 （2） 缺级条件： 若同时满足，则第 k 级主明纹消失。 （为整数比） 即：当 光栅主明纹： 单缝暗纹： 进整 进整 （3）单缝衍射中央明纹区主极大条数 缺级： 4.总结： 光栅衍射是N缝干涉和N个单缝衍射的总效果 光强分布 式中： 位置： ——光栅公式 缺级： （1） 细窄明亮的主明纹 教材488页：例5、例6 角宽度： 最高级次： 进整 单缝中央明纹区主明纹条数： （2） 相邻主明纹间较宽暗区 （N-1条暗纹，N-2条次极大） （3） 白光入射中央零级主明纹为白色，其余各级为彩色光谱，高级次重叠 分辨本领： 例： 一平行衍射光栅，每厘米刻1000条，用可见光垂直入射，缝后透镜焦距f = 100cm 1、光栅衍射第一级完整可见光谱所占宽度 2、证明第二、三级光谱重叠 3、 解： 1. 2. 红光 紫光 二、三级红光重迭 3. 缺级 最多可见主明纹 第 12、8、4、-4、-8、-12 级主明纹缺级 解：  0.25 0  或由缺级 Å Å  Å 例： 入射光 =500nm, 由图中衍射光强分布确定  缝数N=?  缝宽 a =? 光栅常数 d=a+b=? 四、晶格衍射（X光衍射） (W.C.Rontgen , 1845－1923) 1895年德国的伦琴发现X射线。 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。 其特点是：1.在电磁场中不发生偏转。 2. 穿透力强 3. 波长较短的电磁波， 范围在0.001nm~10nm之间。 • X 射线晶体衍射 天然晶体可看作是光栅常