2022-2023学年高二物理竞赛课件：衍射光栅 光栅光谱

衍射光栅 光栅光谱 衍射光栅 光栅光谱 主要内容： 1.衍射光栅 2.光栅光谱 理学院 物理系 陈强 衍射光栅: 利用多缝衍射原理使光发生色散的元件. 衍射光栅 数为 m , 总缝数 光栅常数 总缝数 光栅宽度为 l mm, 每毫米缝 1. 衍射光栅参数 理学院 物理系 陈强 2. 光栅衍射现象 · 3. 光栅方程 λ 主极大级数 主极大强度 相邻两缝发出的光在 P 点引起的光振动相位差为 P 点光强为 2 1 0 3 -2 -1 -3 理学院 物理系 陈强 4. 暗纹公式 屏幕上任一点的光振动来自于各缝光振动 的叠加. 相邻振动相位差 如果 即 即 理学院 物理系 陈强 暗纹条件 m N = 5 讨论 (1) N 缝干涉, 两主极大间有N - 1个极小， N - 2 个次极大。 主极大明纹条件 0 1 2 N-1 N N+1 2N-1 2N 理学院 物理系 陈强 随着N 的增大，主极大间为暗背景. 2缝干涉强度分布 5缝干涉强度分布 9缝干涉强度分布 (2) 主极大的强度 理学院 物理系 陈强 (3)光栅条纹随着N 增大而变得越来越尖锐明亮 理学院 物理系 陈强 谱线的缺级 · λ 单缝衍射振幅曲线 如 则 缺级 则 缺级 理学院 物理系 陈强 只考虑单缝衍射强度分布 只考虑双缝干涉强度分布 双缝光栅强度分布 屏上的强度为单缝衍射和缝间干涉的共同结果. 理学院 物理系 陈强 光栅衍射光强分布公式 单缝衍射的振幅分布 和强度分布为 由几何关系可得: 相邻两缝发出的光在 P 点引起的光振动相位差为 · λ 单缝衍射振幅曲线 理学院 物理系 陈强 讨论 单缝衍射因子 多光束干涉因子 若 若 主极大位置及光强 暗纹公式 理学院 物理系 陈强 $