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干涉和衍射的例子应用

来源:baiyundou.net   日期:2024-08-23

01、衍射光栅定义

衍射光栅是一种分光光学元件,它能把不同颜色(波长)的光在空间上按照一定规律散开来。例如通过光栅的太阳光能呈现出红橙黄绿青蓝紫的彩虹色。

通常光栅是由玻璃或其它光学材料表面上制作的具有周期性的刻线或凹槽构成。这种具有表面浮雕结构的光栅用得最多。另一种是在光学材料内部形成的光学折射率周期性变化的光栅,叫体光栅。光栅的刻线密度一般每毫米几十至几千条,甚至上万条。光栅的刻线多数是平直且平行的,周期是不变的,但有时为了消除或补偿光学系统的像差,也把光栅的刻线做成弯的、周期按一定规律变化的,这种光栅叫消像差光栅或平焦场光栅。

光栅一般分为反射光栅和透射光栅两类。反射光栅表面要镀制反射膜,以增加光栅的绝对衍射效率;透射光栅要求其基板材料在工作波段内要有高的透过率和均匀的折射率。光栅的周期、衍射效率和槽形结构等参数要根据其所应用的工作波段和光学系统来进行设计。

图1 几种反射光栅样品

02、光栅方程

光栅方程能表征光栅的衍射特性,可以由几何光学及电磁理论推导出来,是有关衍射光栅性质计算的基础,具有十分重要的价值。其一般形式如下:

d(sinθi+sinθm)=mλ (1-1)

式中d是光栅周期(或光栅常数),λ是波长,m(=0,±1,±2,±3……)是主极大的级次,θi和θm分别是入射角和衍射角。

入射角是指入射光线与光栅法线间的夹角,衍射角是衍射光线与光栅法线间的夹角。角度符号的选择原则(或习惯)是:当入射光和衍射光位于光栅法线同侧时取+号,反之取-号。

图2 光栅衍射示意图 - (a)反射光栅的衍射,图(b)透射光栅的衍射

03、光栅的衍射原理

当光通过小孔或狭缝时,光会发生衍射,而且缝越窄,衍射现象越明显。平行光照射单缝后,经透镜聚焦在屏幕上形成单缝衍射条纹。

图3 单缝衍射示意图

对于具有N个狭缝的光栅,在平行光照射下,每个狭缝都要产生各自的衍射条纹。尽管各狭缝的位置不同,但由于屏幕放在透镜的焦平面处,这N组衍射条纹将通过透镜完全重合,如同单个狭缝所形成的衍射条纹一样。

由于各狭缝都处在同一波阵面上,相邻两缝所有的对应点发射的子波到达会聚点的光程差都是相等的,所以通过所有狭缝的光都是相干光,在屏幕上快聚点处还将出现相干叠加,形成干涉条纹,这就是多缝干涉。

光栅衍射的原理正是基于单缝衍射和多缝干涉叠加的效果。N个单缝衍射光在屏幕上重叠时,缝与缝之间的衍射光将会产生干涉,其干涉条纹的明暗分布取决于两个相邻缝到会聚点光程差。

图4 光栅衍射原理示意图

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甘全琛729光的干涉和光的衍射有什么区别,有没有确切的例子分别 -
晏哈追18436157310 ______ 衍射:薄膜干涉,阳光下五彩缤纷的肥皂泡,雨后马路边水面上的彩色条纹,高温处理后的金属的表面呈现美丽的蓝色.看过树影没?看过电线的影子没?那种影子存在衍射的现象. 折射:放大镜、望远镜等等 反射:镜、汽车便捷镜 全反射:光纤通信、内窥镜 干涉:无影灯

甘全琛729色散 干涉 衍射 分别生活中常见例子(正确率!~不在多) -
晏哈追18436157310 ______ 色散:彩虹(最经典的例子) 干涉:油膜上的彩色光带,有的东西上得防伪标志也是由于干涉产生的花纹 衍射:这个在生活中的例子确实很少,除非你无聊到专门做生活小实验,不然是很少看到的

甘全琛729光的干涉和光的衍射有什么区别,有没有确切的例子分别举例说明一下
晏哈追18436157310 ______ 干涉是2或2种以上一起的光混在一起,就像2个人才能吵架,一个人不能,干涉必须满足频率相同,就像人和猪不能吵架. 衍射是一种光或者说一束光通过狭缝或者在物体边缘发生的“绕过”或者“弯曲”现象,波长越长越明显,比如说,隔着很厚的墙可以听到那边人说的话,但是看不到,就是因为声波很长,光波很短.

甘全琛729在实际问题中如何区分干涉和衍射 -
晏哈追18436157310 ______ 干涉和衍射往往同时存在,例如杨氏双缝,是通过双缝的衍射光的干涉.只要记住干涉一般有薄膜等倾等厚,杨氏两大类,衍射一般是光线变宽,等.重点在于干涉必须有两束相干光,频率相等,相差恒定,而衍射条件是障碍物或小孔线度与光的波长可比.

甘全琛729光的衍射与光的干涉的区别 -
晏哈追18436157310 ______[答案] 它们产生的现象、条件和原理不同.1.衍射:光线照射到物体边沿后通过散射继续在空间发射的现象.原理:如果采用单色平行光,则衍射后将产生干涉结果.相干波在空间某处相遇后,因位相不同,相互之间产生干涉作用,引起相互...

甘全琛729物理光学现象的例子比如 油膜呈现彩色是光的射散还是折射?光的衍射 折射 干涉等产生的现象的实例能多举些例子吗 -
晏哈追18436157310 ______[答案] 油膜呈现彩色是光的干涉现象 衍射 泊松亮斑、树影 折射 三棱镜折射 干涉 薄膜干涉(肥皂泡或油膜呈彩色)

甘全琛7291.微波的干涉与光的干涉和衍射有何差异2.除干涉仪外 还有什么方法能测量微波的波长3.布拉格衍射有何用途4.如何减小测量误差 这些问题都是大学物理实验... -
晏哈追18436157310 ______[答案] 1,没有什么不同都是电磁场干涉,波长不同,场分布不同. 2.微波频率可以被测量,可以直接探测频率,换算波长 3.用作波长调制、频率调制,在光学中如声光调制器中使用 4.用干涉法测量时稳频提高仪器精度,减小测量的系统误差(如余弦误差、...

甘全琛729有谁清楚光的干涉与衍射???(物理)
晏哈追18436157310 ______ 光的干涉http://baike.baidu.com/view/40806.htm 光的衍射http://baike.baidu.com/view/56145.htm 这是百度百科上的资料

甘全琛729光偏振、干涉、衍射、光栅、色散实例 -
晏哈追18436157310 ______ 光的偏振的应用1. 在摄影镜头前加上偏振镜消除反光2. 摄影时控制天空亮度,使蓝天变暗. 3. 使用偏振镜看立体电影 光在晶体中的传播与偏振现象密切相关,利用偏振现象可了解晶体的光学特性,制造用于测量的光学器件,以及提供诸如岩矿...

(编辑:自媒体)
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