1、一 光栅,许多等间距、等宽度的平行狭缝构成的光学元件.,光栅常数,：透光部分的宽度,：不透光部分的宽度,例 1cm有2000条刻痕,14-8 衍射光栅,5 条 缝,3 条 缝,20 条 缝,光栅中狭缝条数增多，明纹变亮变细.,条纹特点：,亮、细、疏.,亮纹的光强：,二 实验现象,三 光栅衍射条纹的形成,(1)每一条狭缝（单缝）都要产生单缝衍射； (2)缝与缝之间要干涉（相当于双缝干涉，这里有很多缝），即在单缝衍射的明纹区将发生多缝之间的干涉。,如果只有衍射:,如果只有干涉：,如果只有衍射:,如果只有干涉：,干涉衍射均有：,可以证明：,（1）在两个主极大之间有 N-1个 极小值； （2）在两个主
2、极大之间有 N-2 个次极大。,若缝数为 N，则,狭缝数越多，暗区越宽，条纹越细越明亮。,光栅方程-主极大（亮纹）位置,干涉衍射均有：,明纹位置：,中央亮纹,最高级数,例 已知 求：最多看到的条纹级次。,最多为7条,解：,光栅方程,仍为7条,屏上各级明纹位置：,光栅方程,屏上各级明纹的衍射角：,五 缺级,由于单缝衍射的影响，在应该出现干涉极大（亮纹）的地方，不再出现亮纹，称为缺级。,出现缺级必须满足下面两个条件：,1. 缝间光束干涉极大条件,2. 单缝衍射极小条件,缺级条件为：,如,缺级：,入射光为白光时， 不同， 不同，按波长分开形成光谱.,六 衍射光谱,光栅方程,二级光谱重叠部分光谱范围,
3、二级光谱重叠部分:,连续光谱：炽热物体光谱 线状光谱：钠盐、原子光谱 带状光谱：分子光谱,衍射光谱分类,光谱应用,（1）测定波长（2）光谱分析,三级光谱中与二级光谱重叠部分光谱范围,三级光谱重叠部分:,七 光栅衍射的应用,3.分析光谱的重叠问题。,1.计算各级明纹对应的衍射角及明纹的位置。,2.计算白光照射时各级光谱的宽度。,例1. P.141 光的衍射自测题 三/5,波长为 5000 和 5200 的光垂直入射到光栅常数为 0.002 cm的衍射光栅上，透镜焦距为 2m。求（1）两波长光的第一级光谱线间的距离；（2）两波长光的第三级光谱线间的距离。,解：（1）,光栅方程,一级光谱,例1. P
4、.141 光的衍射自测题 三/5,波长为 5000 和 5200 的光垂直入射到光栅常数为 0.002 cm的衍射光栅上，透镜焦距为 2m。求（1）两波长光的第一级光谱线间的距离；（2）两波长光的第三级光谱线间的距离。,解：（2）,光栅方程,三级光谱,例2. 用白光照射光栅常数为 的光栅，若透镜焦距为1m，（1）第二级光谱对透镜光心所张的角为多少？ （2）第二级光谱的线宽度为多少？（3）第2和第3级光谱有无重叠，若重叠求重叠宽度。,解：（1）,（2）,例2. 用白光照射光栅常数为 的光栅，若透镜焦距为1m，（1）第二级光谱对透镜光心所张的角为多少？ （2）第二级光谱的线宽度为多少？（3）第2和第3级光谱有无重叠，若重叠求重叠宽度。,解：（3）,（2）,光谱重叠,重叠宽度,紫光,红光,因此,没有红光的第三级明纹,光谱张角为,第三级光谱所能出现的最大波长,绿光,每厘米大约有 条刻痕,
