圆孔衍射

等厚干涉 牛 顿 环 迈克尔逊干涉 (M1 不垂直 M2)
第三节
20.4 circular hole diffraction
圆孔爱里
圆孔公式
分辨本领
瑞利判据
畧偏临界
分辨星星
如果用望远镜观
察到在视场中靠得
若将该望远镜的
物镜孔径限制得更
小，则可能分辨不
很近的四颗星星恰
能被分辨。
出这是四颗星星。
15°
入射X射线波长 第二级强反射 的掠射角
0.5177
31.18 °
波动光学
光的干涉
分 波 阵 面 法 杨 氏 双 缝 双 镜 分薄 振膜 幅干 法涉 单 缝 衍 射
光的衍射
光 栅 衍 射 X 线 晶 衍 射 的 体 射 圆 孔 衍 射 偏 振 光 的பைடு நூலகம்干 涉
光的偏振
马 吕 斯 定 律 布 儒 斯 特 定 律
劳 埃 镜
等倾干涉 迈克尔逊干涉 (M1垂直M2) 劈 尖
布喇格定律
或布喇格条件
衍射图样举例
NaCl 单晶的 X 射线衍射斑点
石英 (SiO2) 的 X 射线衍射斑点
算例 根据布喇格公式
NaCl 晶体
主晶面间距为 2.82×10-10 m 对某单色X射线
的布喇格第一级 强反射的 掠射角为 15°
15°
2 × 2.82×10-10 × 1.46×10-10 (m)
劳厄
发现并记录了 X 射线通过 晶体时发生的衍射现象。
由此，X射线被证实是一种频率 很高（波长很短）的电磁波。 在电磁波谱中，X射线的波长范 围约为 0.005 nm 到 10 nm，相当
1914年获诺贝尔物理学奖
于可见光波长的 10万分之一 到 50 分之一 。
劳厄斑 劳厄的 X 射线衍射实验原理图
布喇格父子
1915年布喇格父子获诺贝尔物理学奖，小布 喇格当年25岁，是历届诺贝尔奖最年轻的得主。
三维空间点阵
晶体结构中的三维空间点阵
氯化钠晶体 氯离子
Cl
＋
钠离子
Na
散射波干涉
X射线 X射线
晶体点阵的散射波可以相互干涉。 原子或离子中的电子在
外场作用下做受迫振动。
包括 晶体点阵 中的每一阵 面中点阵 点可看作一 散射波干涉 个新的波源， 和 向外辐射与 入射的 X射 面间点阵 线同频率的 散射波干涉 电磁波，称 为散射波。
晶体 （硫化铜） 记 录 干 板
X 射 线
衍射斑纹（劳 厄 斑）
晶体中有规则排列的原子，可看作一个立体的光栅。原子的线度和间 距大约为10 - 10 m 数量级，根据前述可见光的光栅衍射基本原理推断，只 要 入射X 射线的波长与此数量级相当或更小些，就可能获得衍射现象。
1912年， 英国物理学 家布喇格父 子提出 X射 线在晶体上 衍射的一种 简明的理论 解释 布 喇格定律， 又称布喇格 条件。
提高分辨
1.342 10
2.349 10
1
相机例题
1.22
5 (rad)
3 (mm)
425.8 (mm 1)
人眼例题
D = 2 mm， = 550 nm
1.22
3.35 10 8.35 10 3.35 (mm)
4 (rad)
2 (mm)
第五节
20- 5
X ray diffraction
X射线衍射
任一平面上的点阵散射波的干涉
入射
X射线 入射角
平面法线
零级衍射谱
镜面反射方向
掠射角
任一平面 上的点阵
干涉结果总是在镜面反射方向上出现最大光强 称为该平面的零级衍射谱
布喇格定律 面间点阵散射波的干涉
入射角 掠射角 求出相邻晶面距 离为 d 的两反射 光相长干涉条件
层间两反射 光的光程差
相长干涉得 亮点的条件
1895年，德国物理学家伦琴在研究 阴极射线管的过程中，发现了一种穿透 力很强的射线。 金属靶 高能 电子束
高 压 电 源
X射线
1901年获首届诺贝尔 物理学奖
由于未知这种射线的实质（或本性）， 将它称为 X 射线。
X 射线发现17年后，于 1912年，德国物理学家劳厄 找到了 X 射线具有波动本性 的最有力的实验证据：