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1、17.8 衍射光栅,a:透光部分的宽度,b:不透光部分的宽度,光栅常数 d 的数量级约为：,例:光栅1cm内有5000条刻痕则光栅常数为:,光栅常数,17.8 衍射光栅,一 平面透射光栅,1 实验装置及光路图,等宽度、等距离的狭缝排列起来的光学元件.,17.8 衍射光栅,2 光栅衍射的特点,(1)光栅衍射条纹是干涉和衍射的总效果,多缝衍射图样重叠在一起,发生干涉,总效果是单缝衍射图样调制了多光束干涉图样.光栅缝数越多,明纹越细,(2)衍射条纹是一些又细又亮的亮线,称为主极大.在两个主极大之间有N-1个极小,N-2个次极大(N:光栅缝数).两主极大之间有大片暗区,光栅衍射,单缝衍射,17.8 衍
2、射光栅,17.8 衍射光栅,二 光栅方程,光栅衍射明条纹位置满足：k=0,1,2,3,17.8 衍射光栅,讨论：,(2)光栅中狭缝条数越多(N越大),明纹越细.,17.8 衍射光栅,一定,减少,增大,(3)光栅常数越小,明纹越窄,明纹间相隔越远.,(4)条纹最高级数,17.8 衍射光栅,17.8 衍射光栅,(5)缺级现象,某一级多狭缝干涉主极大值恰好位于单狭缝衍射极小值的位置,在应该出现明纹的地方,不再出现明纹的现象.,k 就是所缺的级次,单缝衍射第一级极小值位置,缺级现象,光栅衍射第三级(k=3)极大值位置,例：,17.8 衍射光栅,17.8 衍射光栅,例1:波长为6000的单色光垂直入射在
3、一光栅上,第二级明纹出现在sin=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?(3)按上述选定的a,b的值,实际上能观察到的全部明纹数是多少?,解:(1),17.8 衍射光栅,(3)由光栅方程,在-900sin900范围内可观察到的明纹级数为k=0,1,2,3,5,6,7,9,共15条明纹,(+b)(sin sin)=k k=0,1,2,3,(6)斜入射光栅方程,17.8 衍射光栅,入射光为白光时,形成彩色光谱.,三 光栅光谱,17.8 衍射光栅,谱光分析的应用,由于不同物质具各自特定的衍射光谱,如气态原子受激发光时,其光谱是线状的,称为线光谱;气态分子受激发光时,其光谱是带光谱,所以由光谱仪测定光栅光谱的波长,可以定性地确定物质的成分,如果又能测定光谱线的强度,还可以定量地确定其含量含量.,17.8 衍射光栅,
