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当衍射光栅的光栅常数大于波长，但每条缝宽小于光波长时，会有什么样的衍射图样？
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如题，最近在做一个光栅的理论分析，想请教下各位懂光学的前辈，因为小弟是做纳米的，对光学不太懂，想知道对于一个周期性（即光栅常数）为d，每条缝宽为b，d>λ但b<λ的光栅来说，衍射图样会是什么样？因为大家都知道，对于普通的光栅衍射，如果以波长为λ的光入射，一般要求必须满足光栅周期大小d>λ和缝的宽度b>λ，以满足干涉条件sinθ=kλ/d<1和单缝衍射条件sinθ=kλ/b<1，这时，光栅衍射是多缝干涉和单缝衍射相互叠加的结果：（如附图所示：图引自姚启钧《光学教程第二版》） 现在问题来了，在我的情况中，满足了d>λ，但b<λ。也就是说干涉条件成立，但单缝衍射条件sinθ=kλ/b<1不成立，那么此时光屏上会发生什么情况呢？干涉条纹还会继续存在，但呈现相同的强度？还是说根本就没有条纹出现了呢？？？ 对此我已经困惑了好久，从各种书上都找不到答案，网上也搜了个遍，所以才来请教各位高手，望知道的告诉一下吧，先谢谢啦！！！！^^  光栅常数d和缝宽b  衍射图样 |
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3楼2011-12-24 12:28:24
annkk
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【答案】应助回帖
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夕阳西下(金币+5): 鼓励一下 2011-12-24 10:26:03
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这个问题挺复杂的，但是我只能从物理图像上解释这个问题。 第一，我们必须从最简单的情况出发。所谓最简单情况就是单缝衍射，或单孔衍射（泊松亮斑）。这是如果我们问如果缝比较宽，或者孔比较大，会有什么结果？相信答案是比较显而意见的，衍射条纹对比度变差，衍射图像变得模糊不清。原因很简单，就是衍射要求光源为点光源或窄缝光源。如果光源变成的比较大（面光源），会导致在成像屏上会有很多条不衍射路径在屏某点汇聚，点光源和窄缝光源可以有效保证这些衍射路径的光是相干的，然而对于面光源，相关性被破坏，图像变得很差。 第二，有了第一的结论，你的问题就迎刃而解了。光栅常数d和缝宽b是各有用途的。如第一介绍，缝宽b是用来保证点光源或者缝光源的，必须足够窄，这样光才能在一个方向上被有效的限制，从来近似成一个相干光源。光栅常数d是用来产生光程差的，既调控我们在观测屏上的衍射条纹的级数和对比度（前提是必须有衍射发生）。如果d太大 ，产生的光程差，超过光波的本身的时间相关长度或者空间相关长度，衍射条纹不会被观察大。因此说，对于一个特定波长的光，我们必须恰当选取特定光栅常数和缝宽b的光栅，这有这样才能看到光的衍射和干涉！ 大家可以补充，都是我自己看书的理解。如果有错误，就说明我没有学好！ |
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2楼2011-12-24 08:38:13
annkk
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