人大附中高中物理竞赛辅导课件(波动光学)光缺级现象(共13张ppt)

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值，实际上能观察到的全部明 纹数是多少？（苏州中学竞赛模拟）
解: (1) (a + b)sinj = k
(a + b) = k = 6m sin j
(2)k = (a + b) k k = 4,取k = 1 a
am in
=
2×10-6
m
(a +b)
2×10-6
k = sin j = 5.893×10-7
最多能看到3级条纹。
~~ 3
2. 倾斜入射 θ = 30 0
A
B
.
.
.C
θj
屏 o
x
f
在进入光栅之前有一附加光程差AB，所以：
δ = AB + BC = ( a + b ) sinθ + ( a + b ) sin j = ( a + b ) ( sinθ + sin j )
缝间光束干涉极大条件
(a+b) ·sin= ± k
k=0, 1, 2, ··· k 就是所缺的级次
光栅衍射 单缝衍射 第三级极 第一级极 大值位置 小值位置
缺级
缺级
k=-6 k=-4
k=-2 k=0
k=2
k=4
k=6
k=-5 k=-3
k=-1 k=1
k=3
k=5
若：a + b = k = 3 = 6 = 9 =
a k’ 1 2 3
缺级： k = 3, 6, 9L
(a+b)sin = ± k k=0, 1, 2, 3 ···
单色平行光倾斜地射到光栅上
0
0
(a)
(b)
相邻两缝的入射光在入射到光栅前已有光程差
(a+b)sin0
(a+b)(sin sin0 )= ± k k=0, 1, 2, 3 ··
·
=a+ 4 Nhomakorabeab
= 1.5m
b = d amin = 4.5m
(3)由光栅方程 sinj = 1，k = kmax
a + b 6m
k max=
=
= 10
0.6m
在-900<sinj<900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
例、一束平行光垂直入射到某个光栅上，该光束有两种波
例 （苏州中学竞赛模拟）用每厘米有5000条的光栅
，观
察钠光谱线， = 5893 A0
问：1. 光线垂直入射时；2. 光线以30o角
倾斜入射时，最多能看到几级条纹？
1. 由光栅公式： ( ` + b ) sin j = k
当 sin j = 1 时， k有最大值。
a +b
=
1×10-2 5000
=
j
，所以
2
k1 k2
=
3 2
=
6 4
=
第二次重合 k1=6, k2=4
d sin 600 = 61 d = 3.05 103 mm
德国物理学家
伦琴
M.K.RÖntgen (1845-1923)
2020全国高中物理学奥林匹克竞赛 人大附中竞赛班辅导讲义
（含物理竞赛真题练习）
波动光学
光缺级现象
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
缺极时衍射角同时满足：
单缝衍射极小条件
a ·sin= ± k'
k'= 1, 2,··· 即： k =(a+b) /a ·k'
光栅公式变为：( a + b ) ( sinθ + sin j ) = k
k=
( a + b ) ( sinθ
+ sin j
) ~~
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二. 光栅光谱 复色光
如果有几种
单色光同时投射在
j
光栅上，在屏上将
出现光栅光谱。
屏 0
x
f
例、波长为6000Å的单色光垂直入射在一光栅上，第二级
明纹出现在sinj2=0.2处，第4级为第一个缺级。求(1)光栅
长1=4400Å,2=6600Å,实验发现，两种波长的谱线(不计 中央明纹)第二次重合于衍射角j=600的方向上，求此光栅
的光栅常数d。（苏州中学竞赛模拟）
解： d sin j1 = k11 d sinj2 = k22
sin j1 = k11 = 2k1 sin j2 k22 3k2
两谱线重合， j1