【大學(xué)】光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)

1、整理課件114 光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng) 一、光柵的分辨本領(lǐng)一、光柵的分辨本領(lǐng) 二、成像光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)二、成像光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)整理課件2 一、光柵的分辨本領(lǐng)一、光柵的分辨本領(lǐng) 1.光柵光柵 光柵是由大量的等寬等間距的平行狹縫光柵是由大量的等寬等間距的平行狹縫 （或反射面）構(gòu)成的光學(xué)元件（或反射面）構(gòu)成的光學(xué)元件 廣義：具有空間周期性的衍射屏廣義：具有空間周期性的衍射屏閃爍光柵閃爍光柵d透射光柵透射光柵反射光柵反射光柵d光柵光柵類型：類型：整理課件32.光柵光譜光柵光譜 光柵是一個很好的分光元件光柵是一個很好的分光元件 即色散元件即色散元件 復(fù)色光復(fù)色光入射入射 形成光譜形成光

2、譜 011226328 He-Ne Laser7105893 Na lamp1 . 05500 人眼敏感的顏色人眼敏感的顏色整理課件4自由光譜區(qū)：自由光譜區(qū)：可看到幾級完整的光譜可看到幾級完整的光譜slmm) 1(3.色散本領(lǐng)色散本領(lǐng) 角角色散本領(lǐng)色散本領(lǐng) 線線色散本領(lǐng)色散本領(lǐng)DDfllLfS整理課件5mdsin兩邊兩邊微分微分mdcoscosdmD md小小級次高級次高DDfllLfS如何得到較大的如何得到較大的 D 呢？呢？整理課件6mdsincosdmD md小小級次高級次高f斜斜入射可提高最高級的級次入射可提高最高級的級次imid)sin(sinP屏幕上的主極大總條數(shù)不變屏幕上的主極大

3、總條數(shù)不變整理課件74.光柵的分辨本領(lǐng)光柵的分辨本領(lǐng) 分辨本領(lǐng)分辨本領(lǐng): 能否分辨出能否分辨出兩條不同波長的兩條不同波長的主極大主極大 首先首先 該元件色散本領(lǐng)必須大該元件色散本領(lǐng)必須大( (D 大大) ) 其次其次 能分辨出是兩種波長的主極大能分辨出是兩種波長的主極大 ( (考慮考慮主極大的角寬度主極大的角寬度) )LfS整理課件8- - 瑞利判據(jù)瑞利判據(jù)色散的角寬度色散的角寬度 等于等于主極大的半角寬度主極大的半角寬度LfS可分辨可分辨剛好能剛好能分辨分辨整理課件9剛好分辨剛好分辨 - - 瑞利判據(jù)瑞利判據(jù)色散的角寬度等于主極大的色散的角寬度等于主極大的 半角寬度半角寬度NdcoscosN

4、d某一級主極大對應(yīng)衍射角某一級主極大對應(yīng)衍射角 相鄰的極小對應(yīng)衍射角相鄰的極小對應(yīng)衍射角 主極大半角寬度是主極大半角寬度是 主極大主極大半半角寬度角寬度整理課件10瑞利判據(jù)瑞利判據(jù)DcosdmR定義定義分辨本領(lǐng)分辨本領(lǐng)mNR cosNd欲增大分辨本領(lǐng)欲增大分辨本領(lǐng) Nm斜入射可提高級次斜入射可提高級次光柵分辯本領(lǐng)光柵分辯本領(lǐng)整理課件11例例 寬寬5厘米的光柵厘米的光柵 每毫米每毫米1200條條求：色分辨本領(lǐng)求：色分辨本領(lǐng) R解：解：4106501200N4106mmNR41061Rmif41066000if可分辨出附近可分辨出附近110600006000如果用三棱鏡實(shí)現(xiàn)這樣的色分辨如果用三棱鏡

5、實(shí)現(xiàn)這樣的色分辨根據(jù)計算根據(jù)計算 棱鏡底邊需為棱鏡底邊需為500毫米毫米根本無法實(shí)現(xiàn)根本無法實(shí)現(xiàn)整理課件12三棱鏡分光三棱鏡分光整理課件13光柵光柵 光譜光譜整理課件14二、成像光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)二、成像光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng) 光學(xué)儀器均有口徑光學(xué)儀器均有口徑 成像點(diǎn)實(shí)際上是一個衍射斑成像點(diǎn)實(shí)際上是一個衍射斑 望遠(yuǎn)鏡：望遠(yuǎn)鏡： 每個像點(diǎn)均是圓孔的夫瑯和費(fèi)衍射斑每個像點(diǎn)均是圓孔的夫瑯和費(fèi)衍射斑f整理課件15望遠(yuǎn)鏡：每個像點(diǎn)是圓孔的夫瑯和費(fèi)衍射斑望遠(yuǎn)鏡：每個像點(diǎn)是圓孔的夫瑯和費(fèi)衍射斑fD22. 1瞳孔瞳孔mmD421顯微鏡顯微鏡Unlsin61. 0U數(shù)值孔徑數(shù)值孔徑按瑞利判據(jù)可分辨的按瑞利判據(jù)可分辨

6、的兩物點(diǎn)對望遠(yuǎn)鏡張的兩物點(diǎn)對望遠(yuǎn)鏡張的最小角度為最小角度為可分辯可分辯整理課件16整理課件17射電望遠(yuǎn)鏡射電望遠(yuǎn)鏡波多黎各射電望遠(yuǎn)鏡波多黎各射電望遠(yuǎn)鏡整理課件185 X射線的衍射射線的衍射 1895年年 倫琴倫琴( (Roentgen) )發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)波長范圍：波長范圍：10埃埃 埃埃欲觀察其衍射現(xiàn)象欲觀察其衍射現(xiàn)象則衍射線度應(yīng)與其波長差不多則衍射線度應(yīng)與其波長差不多晶體的晶格常數(shù)恰是這樣的線度晶體的晶格常數(shù)恰是這樣的線度整理課件ntgen倫琴倫琴德國物理學(xué)家德國物理學(xué)家(1845-1923)整理課件 根據(jù)勞厄斑點(diǎn)的根據(jù)勞厄斑點(diǎn)的 晶體可看作三維晶體可看作三維立體光柵立體光柵掌握晶體點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)掌握晶體點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)分布可算出晶面間距分布可算出晶面間距整理課件勞厄勞厄M.von.Laue德國物理學(xué)家德國物理學(xué)家(1879-1960)整理課件22整理課件23倫琴夫人的手倫琴夫人的手X照片照片戒指戒指整理課件24解釋：解釋： 晶體相當(dāng)于立體光柵晶體相當(dāng)于立體光柵晶面晶面d -掠射角掠射角21, 3 , 2 , 1sin2kkd烏利夫?yàn)趵? - 布喇格公式布喇格公式 應(yīng)用：應(yīng)用：