(上接第5 当一束单色光照射在光栅上时,各狭缝的光线因衍射而向各方向传播,经透镜会聚相互产生干 涉,并在透镜的焦平面上形成一系列明暗条纹。如 光栅衍射图有一束单色平行光与光栅的法线成 角,入射到光栅上产生衍射;出射光夹角为 处产生了一个明条纹,其光程差CA AD必等于波长λ 0,光栅方程变为dsinθ 0,1,2,3,…)为衍射眀纹(光谱)的级次。 考虑平行光垂直入射的情况,在入射光波长 和光栅常数d一定的条件下,由光栅方程 dsinθ 可知,必须sinθ 级次才有可能在屏幕上出现,由此确立观察屏上条纹的最大级数 ,以及相应的条纹数目。例如,入射光的波长λ =600 nm,光栅常数d 15条。然而,需要注意的是,这些明条纹并非一定出 现,在光栅常数d 与单缝缝宽 的比值为整数时,多缝干涉的某一级极大,正好落在单缝衍射的极小 处,这一级眀纹就会消失,此现象称为 “缺级”, 如上例中d =2a,则所有偶数级数的谱线都将消失 (此时所有奇数的谱线都相应加强)。即2 的整数 倍的级数不出现,故屏上实际出现的谱线为 角入射到光栅时,光栅方程变为 d(sinθ kλ,此时垂直于光栅方向上的两侧条纹不再对称,令sinθ sini)/λ,显然,其ml比垂直入射时的 因而,在其他条件不变的情况下,倾斜入射时可以观察到较高级次的条纹。 结束语对于杨氏双缝实验,明条纹公式中的条纹级次 可取零,且只取正整数;薄膜干涉条纹公式中不出现“ ”号,劈尖干涉中明条纹级次 是否取零取决于劈尖折射率与上、下方折射率的关系,当 三方折射率不满足n 取0;对单缝衍射而言,无论是暗纹中心还是明纹中心的公式中,条纹级次k 值都不能取零;利用光 栅方程(并注意是否有缺级现象)可求出衍射条纹 的最大级次,以及可观察的总条纹数目。总之,在 波动光学中,无论是条纹公式还是条纹级次k 值都要有明确的物理含义,而不仅仅是数学上成立就可以。 DavidHalliday,Robert Resnick,Jearl Walker. Fundamentals Physics[M].8th Ed. New York:Wiley,2008:1189 -1190. [4]母国光,战元令.光学[M]. 北京:人民教育出版社, 1979:205