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插片式分光分纤箱光的衍射1)光的衍射现象光波能绕过障碍物继续传播的现象叫作光的衍射声波可以绕过墙壁,使人不见其影却能听其音,这是因为声波的波长可达几十米,障碍物的线度和波长可以相比拟。而可见光的波长只有几百万分之一米的数量X,比障碍物的线度小得多,所以一般情况下,光的衍射现象不明显。但当障碍物的线度和光的波长可以相比拟时,就可以观察到光的衍射现象,如图2-3-4所示。一束平行光通过一个宽度可以调节的狭缝K后,在屏幕E上将呈现光斑。若狭缝的宽度比波长大得多时,屏幕E上的光斑和狭缝完全致,这时光可看成是沿直线传播的。若缩小缝宽,使它可与光波波长相比较时,在屏幕E上出现的光斑亮度虽然降低,但光斑范围反而加大,而且形成明暗相间的条纹,这就是光的衍射现象,人们称偏离原来方向传播的光为衍射光。
插片式分光分纤箱细节图片
插片式分光分纤箱产品介绍
单缝夫琅禾费衍射当光源、接收屏都距衍射物无限远时,这种入射光和衍射光都是平行光的衍射称为夫禾费衍射。单缝夫琅禾费衍射实验装置如图2-3-5所示,实验室通常宽度比长度小得多的4.光的偏缝称为单缝,在有限的距离内实现单缝夫琅禾费衍射是通过在单缝前后加上透镜实现。1)光的偏单缝衍射条纹特征参见图23-6,具有如下两个特点(1)单缝衍射条纹是一系列平行于狭缝的明暗相间的直条纹,它们对称地分布在中光的电磁如果光矢(2)明纹亮度不均匀,中央明纹亮,其他各X明纹的亮度将随着X数的增商而逐所示,示光振明纹两侧在单缝衍射中,若缝较宽,明纹虽然较亮,但相邻明纹的间隔很小而不易分辨;若缝很种光称为窄,间隔虽可加大,条纹分得很开,但明纹的亮度却显著减小。
插片式分光分纤箱内部结构
在这两种情况下,都很难较好这两个光地测定条纹间距,所以用单缝衍射不能准确地测定光波波长或使不同波长的光谱线分开。但利用衍射光栅可以做到这一点。衍射光栅分为反射光栅和透射光栅两种,平行排列的大量等距等宽的狭缝就构成了平面透射光栅。透光的宽度为a,不透光的宽度为b,则d=(a b)称为光栅常数。一般光栅常数的数量X均为105~10-6m,每毫米内有几十条乃(a)透射光栅(b)反射光栅至上千条刻痕。光栅是近代物理实验中时常用到的一种重要光学元件,主要用来分光而形成光谱。波分解复用器也可以利用光栅制作。所有缝对应点发出的光线到P点时都满足干涉加强的条件,因而在P点处形成明条纹。一般来说,光栅上每单位长度的狭缝条数很多,光栅常数(a b)很小,各X明条纹的位置分得很开。
光栅上狭缝愈多,透射光束愈强,因此所得条纹也愈亮。所以光栅衍射条纹具有又法细、又亮、又疏的特点,可以用衍射光栅较好地测定光波的波长,也可以把不同波长的入射光烈地分开。3.光的散射当光通过介质时,偏离原来的方向而向四周传播,这种现象称为光的散射如果由于某些原因使介质的光学的均匀性遭到破坏,那么就出现了散射光。使介质的光学均匀性遭到破坏的原因是各种各样的,一种可能是在空间存在一些小质点,如烟、雾、灰尘等,它们使光产生散射;也可能是介质中分子密度产生起伏而引起折射率起伏,从而导致光的散射;还有一种可能是由各向异性引起的光的散射。与光的吸收完全类似,当光通过介质时由于光的散射,也会使透射光强减弱。根据散射光频率相对入射光频率是否有改变,可将散射分为两类:一类是线性散射,另类是非线性散射
线性散射如果散射光的频率等于入射光的频率,散射时没有新频率的光产生,这类散射称为线性散射。瑞利散射和米氏散射都属于线性散射。散射粒子大小在0.1~0.2以下的光的散射,称为瑞利散射或分子散射;如果散射粒子大小和光波长入同量X或者更大,称为米氏散射。通过大量实验研究得出,瑞利散射特点之一是散射光强Ⅰ与入射光波长A的四次方成反比,即Ioc/A(2-4-7)这就是有名的瑞利散射定律。利用瑞利散射定律可以解释许多日常的自然现象,如天空为什么是蓝的?旭日和夕阳为什么是红的?因为按照瑞利散射定律,白光中的短波成分(蓝紫光)遭到的散射比长波成分(红颜色)强烈得多,因此天是蓝的。旭日和夕阳呈红色,是由于白光中的短波成分被更多地散射掉了,透过大气散射光的光中剩余较多的自然是长波成分了。
米氏散射的主要特点是:散射光强随波长的关系已不是与入射光波长A的四次方成反比了,而是与入的较低X次成反比,因此散射光强与波长的关系就没有瑞利散射显著了;散射光强度的角分布也随r/而变,和瑞利散射相比,其前向散射加强,后向散射减弱。2)非线性散射如果散射光中除了入射光的频率或谱线之外,还有新频率的光或新谱线产生,这类散射称为非线性散射。喇曼散射和布里渊散射都属于非线性散射散射光中除与入射光的原有频率a。相同的瑞利散射线外,谱线两侧还有频率为o±士an,…等的散射线存在,这种现象称为喇曼散射它的主要特点如下:(1)在每条原始入射谱线(频率为00)两旁都伴有频率差o(=1,2,…)相等的散射谱线,在长波一侧的(频率为a-01)称为红伴线或斯托克斯线;在短波一侧的(频率为 a)称为紫伴线或反斯托克斯线。专(2)频率差(=1,2…)与人射光的频率∞无关,它们与散射物质的红外吸收频率对应,表征了散射物质的分子振动频率。
布里渊散射是声波对光的散射,如果入射光束的频率为a,声波的频率为as,那么,由布里渊散射会产生a士as这一新频率的光。由于激光的光强非常高,还出现了受激喇曼散射和受激布里渊散射等非线性效应。2.5激光原理激光是受激辐射光放大,在英语中 laser(激光)是由 Light amplification by stimulatedemission of radiation中5个词的较好个字母缩写而成1917年爱因斯坦从理论上预言存在着原子受激辐射光的可能性。直到1960年梅曼研制成了较好台激光器—红宝石激光器,从此以后,激光技术的发展及应用突飞猛进。它不仅引起了现代光学技术的巨大变革,还带动了全息光学、非线性光学、激光光谱学等学科的迅速发展。工业技术产生历史性的跨越。1.自发辐射、受激辐射和受激吸收光与物质的作用本质上就是光与原子的相互作用,这种相互作用有三个主要过程:自发辐射、受激辐射和受激吸收。
