(2)对应于i=30°, θ=90°,设k=kmax1, 则有dsin90°-dsin30°= kmax1λ
kmax1=2.10 取整kmax1=2.
(3)对应于i=30°, θ=-90°,设k=kmax2, 则有dsin(-90°)-dsin30°= kmax2λ
kmax2=-6.30 取整kmax2=-6
(4)但因d/a=3,所以,第-6,-3,……级谱线缺级。
(5)综上所述,能看到以下各级光谱线:-5,-4,-2,-1,0,1,2,共7条光谱线。
10.解:可以把这个光栅看作是N个衍射单元所组成的,每个衍射单元是由一组间隔为d的双缝组成。在衍射角为θ时,每个衍射单元的光强为
I′=4I0(sinα/α)2cos2β, 其中 α=πasinθ/λ, β=πdsinθ/λ 在衍射角为θ时,N个衍射单元的多光束干涉的光强为(相邻两个衍射单元的间隔为3d)
I= I′(sinNγ/sinγ)2, 其中 γ=π(3d)sinθ/λ
这块光栅的光强公式为 I=4I0(sinα/α)2cos2β(sinNγ/sinγ)2, 其中α=πasinθ/λ, β=πdsinθ/λ, γ=π(3d)sinθ/λ.
11.解:当圆孔对于P点能分成整数k个波带时,有 k=(D/2)2(1/R+1/r0)/ λ
因点光源级远,上式中R→∞,变为 k=D2/4λr0 代入数据算得 k=3
可知圆孔对P点恰可分为奇数个半波带,故P点为亮点。
12.解:设晶面间距为d;第一束X射线波长为λ1,掠射角θ1=30°,级次k1=1;另一束射线波长为λ2=0.097nm,掠射角θ2=60°,级次k2=3.
根据布拉格公式:第一束 dsinθ1=k1λ1 第二束 dsinθ2=k2λ2 两式相除得 λ1=0.168nm 四、 问答题
1. 答:主要是因为声波(空气中)波长为0.1米到10米的范围,而可见光波长数量级为1微米,日常生活中遇到的孔或屏的线度接近或小于声波波长,而又远大于光波波长,所以,声波衍射现象很明显,而光波的衍射现象就很难观察到。
2. 答:由单缝衍射暗纹条件 sinθ=kλ/a, (k=±1, ±2,……)可知,当λ/a很小的时候,k不太大的那些暗纹都密集在狭窄的中央明纹附近,以致不能分辨出条纹。
并且k很大的暗纹之间的明纹本来就弱到看不见了,不必加以考虑。这样,就观察不到衍射条纹。
3. 因 k=±4的主极大出现在θ=90°的方向上,实际观察不到。 所以,可观察到的有k=0, ±1, ±2, ±3共7条明条纹。