华科 大学物理 (下)2光栅衍射.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1.,双缝,衍射,明纹缺级现象,2.,光栅衍射,明纹条件,光栅方程,暗纹条件,光栅衍射的光强公式,斜入射的光栅方程,a,d,f,透镜,I,衍射对干涉的影响：,双缝干涉受到衍射调制：,各极大的强度不相等,，,位置不变,。,3,双缝衍射 光栅衍射,一,.,双缝,衍射,每个缝的衍射图样位置重叠。,双缝干涉的光强,o,双缝,衍射的光强,明纹缺级现象,衍射暗纹位置：,时,，出现缺级,。,干涉明纹缺级级次,干涉明纹位置：,时,，,双缝干涉光强受衍射调制图,0,I,缺,-2,级,缺,2,级,3,级,0,级,1,级,-1,级,-3,级,二,.,光栅,1.,光栅：大量等宽等间距的平行狭缝,(,或反射面,),(,狭缝数为,N,),构成的光学元件。,d,反射光栅,d,透射光栅,a,是,透光部分的宽度,d=a+b,光栅常数,b,是,不透光部分的宽度,3.,光栅常数,2.,种类：,三,.,光栅衍射,1.,多光束干涉,o,P,焦距,f,缝平面,G,观察屏,透镜,L,d,sin,d,k,=0,1,2,3,光栅方程,明纹,(,主极大,),条件：,如,N,=4,有三个极小,1,2,3,4,/,2,4,1,1,2,3,4,3,/,2,0,/d,-(,/d),-2(,/d),2,/d,I,I,0,sin,N,=4,光强曲线,/4d,-(,/4d),暗纹条件：,暗纹间距,=,相邻主极大间有,N,1,个暗纹和,N,2,个次极大。,在相图（旋转矢量图）上，,光栅的第一条缝和第,N,条缝的向量首尾相接即可。,2.,光栅衍射的光强公式,每个单缝在,P,点均有,E,p,A,p,R,N,o,R,相邻缝在,P,点相位差,单缝中央主极大光强,单缝衍射因子,多光束干涉因子,N=1,单缝衍射,N=2,，,0,双缝干涉,3.,光栅衍射,(1),a d,的影响,I,单,sin,0,I,0,单,-2,-1,1,2,(,/a),I,N,2,I,0,单,sin,0,4,8,-4,-8,(,/d),单缝衍射,轮廓线,光栅衍射,光强曲线,N=4,d=4a,(2),各主极大受到单缝衍射的调制,(3),为整数比时，会出现缺级,干涉光强的变化比衍射快,sin,0,I,单,I,0,单,-2,-1,1,2,(,/a,),单缝衍射光强曲线,I,N,2,I,0,单,0,4,8,-4,-8,sin,(,/d,),单缝衍射,轮廓线,光栅衍射,光强曲线,sin,N,2,sin,2,N,/sin,2,0,4,-8,-4,8,(,/d,),多光束干涉光强曲线,解：,1,）,2,）由光栅方程,包含的,干涉的主极大,3,）第一级暗纹的角位置满足条件,共,7,条,中央衍射明纹的角宽度为,例：,=,632.8nm,的光垂直照射光栅,，,a,=12,m,，,b,=29,m,，,N,=1000,。,求：,1,）单缝衍射中央明纹的角宽度；,2,）单缝衍射的中央包络线内有多少条干涉的主极大；,3,）中央干涉主极大的角宽度。,四,.,斜入射的光栅方程,1.,光线斜入射时的光栅方程,d,sin,光栅,观察屏,L,o,P,f,i,d,sin,i,i,和,的符号规定,:,n,0,i,0,入射光,衍射光,(,法线,),光栅,（,+,）,（,-,）,k,确定时，调节,i,，,则,相应改变。,例如，令,k,=0,，,则,改变相邻入射光的相位差,，,即可改变,0,级衍射光的方向,2.,相控阵雷达,微波源,移,相,器,辐射单元,d,n,靶目标,一维阵列的相控阵雷达,