大学物理光学练习 - 图文(3)

2019-07-30 13:04

又x?fsin?,x?fk?1k?1,d?f dxd?50cm?2?600nm?5,d?1.2?10m

5cm?32. 一衍射光栅,每厘米有200条透光缝,每条透光缝宽为a?2?10cm,在光栅后放一焦距f=1m的凸透镜,现以??600nm单色平行光垂直照射光栅,求:

(1) 透光缝a的单缝衍射中央明条纹宽度为多少? (2) 在该宽度内,有几个光栅衍射

主极大?

? 单缝衍射中央明条纹的角宽度:??0?2?中央明条纹宽度:?x0?f???0?2f??a,??0?6?10?4rad ,?x0?6?10?2m

?a10?2m,d?5?10?5m 光栅常数:d?200单缝衍射的第一级暗纹的位置:asin??k'?,asin?1??

在该方向上光栅衍射主极大的级数:dsin?1?k?

d

,将a?2?10?5m和d?5?10?5m带入:k?2.5 a

即单缝衍射中央明条纹宽度内有5个光栅衍射主极大:+2,+1,0,-1,-2

0

3. 波长为??600nm的单色光垂直入射到光栅上,测得第2级主极大的衍射角为30,且

两式相比:k?第三级缺级,问:

(1) 光栅常数(a+b)是多少?

(2) 透光缝可能的最小宽度a 是多少?

(3) 在选定了上述(a+b)与a值后,屏幕上可能出现的全部主极大的级数。

2?600nmk??2.4?10?6m ? 由光栅衍射方程:dsin??k?,d?,d?0sin30sin?光栅衍射缺级级数满足:k?dk' ad2.4?m?6?,a?0.8?10m k3d0屏幕上光栅衍射谱线的可能最大级数:dsin90?k?,k?,k?4(该衍射条纹

如果第三级谱线缺级,透光缝可能的最小宽度:a??不可能观测到)。

屏幕上光栅衍射谱线的缺级级数:k??3

屏幕上可能出现的全部主极大的级数:?2,?1,0,共5个条纹

4. 以波长为??500nm的单色平行光斜入射在光栅常数a?b?2.10?m,缝宽

a?0.70?m的光栅上,入射角i=300,问屏上能看到哪几级谱线?

? 在斜入射情况下,光栅方程:d(sini?sin?)?k?

入射光和衍射光在同一侧:令??900,d(sin300?sin900)?k?,最大谱线级数:

k?6.3

入射光和衍射光不在同一侧:令??900,d(sin300?sin900)?k?,最大谱线级数:

k??2.1

dk',k?3k',k??3,?6,?9? a屏上能看到的谱线级数:k??5,?4,?2,?1,0,?1,?2,共7条谱线。

缺级级数:k?


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