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1、13.3.1 光栅衍射现象,许多等宽度、等距离的狭缝排列起来形成的光学元件.,光栅的衍射条纹是衍 射和干涉的总效果,相邻两缝间的光程差：,光栅常数：,光栅常数,13.3.2 光栅衍射规律,暗纹条件:,在光栅衍射中，相邻两主极大之间还分布着一些暗条纹.这些暗条纹是由各缝射出的衍射光因干涉相消而形成的.,则出现暗条纹.,当 角满足下述条件,k为主极大级数，N为光栅缝总数，n为正整数.,缺级现象:,从光栅公式看来应出现某k级明条纹的位置，实际上却是暗条纹，即k级明条纹不出现，这种现象称为光栅的缺级现象.,缺级条件：,一般只要 为整数比时，则对应的k级明条纹位置一定出现缺级现象.,光线斜入射时的光栅公
2、式,式中 表示衍射方向与法线间的夹角，均取正值,图13.11 平行单色光的倾斜入射,条纹最高级数,光强分布,光栅中狭缝条数越多，明纹越细.,(a)1条缝,(f)20条缝,(e)6条缝,(c)3条缝,(b)2条缝,(d)5条缝,一定， 减少， 增大,一定， 增大， 增大,光栅常数越小，明纹越窄，明纹间相隔越远,入射光波长越大，明纹间相隔越远,入射光为白光时， 不同， 不同，按波长分开形成光谱.,13.3.3 衍射光谱,例如 二级光谱重叠部分光谱范围,二级光谱重叠部分:,连续光谱：炽热物体光谱 线状光谱：钠盐（分立明线） 带状光谱：由分子发光产生的（分子光谱）,衍射光谱分类,光谱分析,由于不同元素
3、（或化合物）各有自己特定的光谱，所以由谱线的成分，可分析出发光物质所含的元素或化合物；还可从谱线的强度定量分析出元素的含量,例1 用白光垂直照射在每厘米有6500条刻痕的平面光栅上，求第三级光谱的张角.,解,红光,第三级光谱的张角,第三级光谱所能出现的最大波长,绿光,紫光,不可见,每厘米大约有 条刻痕,解：（1）光栅常数,由光栅公式,因 很小， ，所以,故第1级与第3级明条纹之间的距离为,(2),取整,依题意 ， ，代入,取 ，即斜入射时，最多能看到第5级明纹,零级主极大，即,可得,例13.5 一个每毫米均匀刻有200条刻线的光栅，用白光照射，在光栅后放一焦距为f50 cm的透镜，在透镜的焦平面处有一个屏幕，如果在屏幕上开一个x1 mm宽的细缝，细缝的内侧边缘离中央极大中心5.0 cm，如图1所示.试求什么波长范围的可见光可通过细缝？,解: 利用光栅方程和衍射光路图求出在x范围内的衍射光的波长范围.此方法给出了一种选择和获得准单色光的方法.,图13.14,按题意，光栅常数为,由图可以看出 和 都很小，所以 ，根据光栅方程，有,因此,显然，在可见光范围内，k1和k2都只能取1.所以可通过细缝的可见光波波长范围为,
