波动光学第5讲——光栅光谱及分辨本领、X射线的衍射、细小物的衍射.ppt

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1、波动光学第5讲——光栅光谱及分辨本领、X射线的衍射、细小物的衍射主要内容一、光栅光谱二、光栅的分辨本领三、X射线的衍射四、细小物的衍射一、光栅光谱0级1级2级-2级-1级(白)3级-3级汞的光栅光谱二、光栅的分辨本领（一）定义:瑞利判据:当一条谱线的中心恰与另一条谱线最邻近的极小重合时，两谱线恰可分辨。（二）计算:光栅的分辨本领与哪些因素有关呢？：两个主极大之间的角间距。：谱线本身的半角宽度。恰可分辨的k级主极大+的k级主极大R的计算方法二例1：已知：求：某光栅的光栅常数，每个透光缝的宽度.（1）以的单色平行光正入射，通过光栅后，最多能观察到多少条谱线？（2）

2、以和的复合平行光正入射，通过光栅后，若恰能分辨这两个波长的二级谱线，试问此光栅有多少条刻缝？（1）；（2）解：（1）（2）三、X射线的衍射(一)X射线的产生-KAX射线X射线管+K—阴极AK间加几万伏高压A—阳极由于发现X射线伦琴获1901年(首届)诺贝尔物理奖(二)劳厄实验(二)劳厄实验一束X射线射向单晶片，在其后的底片上感光形成一些规则分布的斑点。——劳厄斑X射线晶体学的萌芽。证实了X射线的波动性；证实了晶体中的原子按一定规则排列；意义劳厄因为X射线波动性的验证，获得了1914年Nobel物理奖。（三）布拉格公式:掠射角d：晶面间距（晶格常数）1、同一层晶面上点间散射光

3、的干涉符合反射定律的散射光加强θACBD（三）布拉格公式:掠射角d：晶格常数2、面间散射光的干涉——布拉格公式ABCD（四）应用2已知、可测d1已知、d可测—X射线晶体结构分析。—X射线光谱分析。共同获得了1915年的诺贝尔物理学奖。布拉格父子（W.H.Bragg，W.L.Bragg）由于利用X射线分析晶体结构的杰出工作，与X射线研究有关的诺贝尔物理学奖1901年——X射线的发现（伦琴）1914年——晶体的X射线衍射（劳厄）1915年——X射线对晶体结构的分析（布拉格父子）1917年——元素的标识X辐射（巴克拉）1924年——X射线光谱学（西格班）威廉.

4、亨利.布拉格（父）威廉.劳伦斯.布拉格（子）1862—19421890—1971DNA晶体的X射线衍射照片RosalindE.Franklin英国的威尔金斯、沃森和克里克荣获了1962年度诺贝尔生物和医学奖.四、细小物的衍射互补透光屏：能够恰好吻合为一个完整遮光屏的两个透光屏。互补透光屏的透光部分之和—全透屏。两个互补透光屏在观察屏上所产生的衍射图样相同。+=+=+=例2可见光的波长范围是400nm─760nm。用平行的白光垂直入射在平面透射光栅上时，它产生的不与另一级光谱重叠的完整的可见光光谱是第几级光谱？(1nm=10-9m)设1=400nm，2=760nm，光栅常数

5、为d解：令1的第k+1级光谱线的衍射角为1，2的第k级光谱线的衍射角为2。则由光栅方程，可写出不重叠的条件是解以上方程可得因此能看见一级完整的光谱例3：已知：求：波长范围在之间的复色平行光垂直照射在每厘米有条刻线、的光栅上，观察屏放在凸透镜的焦平面处，屏上第二级光谱各色光在屏上所占范围的宽度为．求：（1）凸透镜的焦距；（2）可能出现的完整光谱的最大级数；（3）可能出现的完整光谱带的数目；（4）从哪两级光谱带开始发生重叠现象？（1）；（2）（3）；（4）解：（1）（2）（3）（4）小结X射线的衍射光栅的分辨本领光栅光谱题目的分析复习：干涉衍射内容17.23、17.24、

6、17.25作业：