多缝夫琅禾费衍射 ppt课件.ppt

,刻有N条等间距、等宽度的通光狭缝。夫琅禾费多缝衍射的装置如图所示。其每条狭缝均平行于y1x1方向的缝宽为a,相邻狭缝的间距为d,不透光缝宽度b,其关系如下:d=a+b(也叫光栅常数)。N的关系:d=1/N。x1xPSdGP0L1L2ab2多缝夫琅禾费衍射单缝衍射条纹光栅衍射谱线夫琅禾费单缝和多缝衍射的区别:双缝衍射单缝衍射3多缝夫琅禾费衍射dabf所以,利用平行光照射多缝时,其每一个单缝都要产生自己的衍射,形成各自的一套衍射条纹。当每个单缝等宽时,各套衍射条纹在透镜焦平面上完全重叠,其总光强分布为它们的干涉叠加。假设图中是线光源,则N个狭经受到平面光波的垂直照射。如果选取最下面的狭缝中心作为x1的坐标原点,并只计x方向的衍射。4多缝夫琅禾费衍射①多缝衍射的光强分布按照(22)式,观察屏上P点的光场复振幅为:5多缝夫琅禾费衍射式中它表示在x1方向上相邻的两个间距为d的平行等宽狭缝,在P点产生光场的相位差。相应于P点的光强度为:式中,I0是单缝衍射情况下P0点的光强。由上述讨论可以看出,平行光照射多缝时,其每个狭缝都特在P点产生衍射场,由于这些光场均来自同一光源,彼此相干,将产生干涉效应,使观察屏上的光强度重新分布。因此,多缝衍射现象包含有衍射和干涉双重效应。多缝干涉因子单缝衍射因子6多缝夫琅禾费衍射由(56)式可见,N个狭缝的衍射光强关系式中包含有两个因子:一个是单缝衍射因子(sin/)2,另外一个因子是[sin(N/2)/sin(/2)]2,根据以上公式的推导过程可以看出,它是N个等振幅,等相位差的光束干涉因子。因此,多缝衍射图样具有等振幅,等相位差多光束干涉和单缝衍射的特征。为简单,以双缝衍射情况予以说明。此时,N=2,P点的光强为:等振幅双光束干涉因子7多缝夫琅禾费衍射(a)是等振幅双光束干涉强度分布cos2(/2)曲线;(b)是单缝衍射强度分布(sin/)2曲线;(c)是双缝衍射强度分布曲线。根据上个式子,绘出了如右图所示的d=3a情况下的双缝衍射强度分布曲线,其中:由该图可见,双缝衍射强度分布是等振幅双光束干涉和单缝衍射的共同作用结果,实际上也可看作是等振幅双光束干涉受到单缝衍射的调制。abc8多缝夫琅禾费衍射cos2(/2)10m=-7-6-5-4-3-2-1012345678-8-6-4-202468/2sin2/201-3-2-023I0(sin2/)cos2(/2)4I0m=-8-7-6-5-4-3-2-**********n=-2-101239多缝夫琅禾费衍射III1245-1-2-4-5如果只有衍射:如果只有干涉:干涉、衍射均有之:缺级缺级-1-212-22衍射条纹的形成N=5;d=3a10多缝夫琅禾费衍射