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光栅特性与激光波长

消耗积分:3 | 格式:rar | 大小:555 | 2009-11-24

王尚岱

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光栅特性与激光波长:具有空间周期性结构的衍射屏统称为衍射光栅。最简单的衍射光栅是由等间距的透明与不透明的条纹组成的一维光栅。此外，有各种平面点阵或网格构成的二维光栅、立体点阵（如晶格）构成的三维光栅等。光栅的衍射有十分广泛的应用：利用衍射光方向与波长的关系，可构成光栅光谱仪，它比棱镜光谱仪的分辨率更高，并且是线性的，易于计算机处理；利用X光在晶体上的衍射方向与晶格常数有关，可构成各类X光衍射仪，它是近代研究物质结构的重要手段。图1是用连续谱的X射线照在NaCl晶体（三维光栅）上而衍射出现主极强的亮斑，即所谓劳厄斑。这样的一张图样叫做劳厄相。用劳厄相可以确定晶轴的方向。劳厄因这方面的工作荣获1914年的诺贝尔物理学奖。历史上，生物分子的DNA螺旋结构就是首先用X光衍射的方法揭示出来的，拍摄它的物理学家和生物学家（J. D. Watson, F. H. C. Crick和M. H. F. Wilkins）共同获得了1962年的诺贝尔生理学和医学奖。而图2则是他们发表的一张揭示生物大分子DNA双螺旋结构的X光衍射照片(Nature, 171 (4356) (1953) 738)。
图2 DNA结构的X-射线衍射图样
图1 NaCl单晶的劳厄相
本实验研究最简单的一维或二维光栅，要求通过实验理解光栅衍射的原理与一般规律，学会测量光栅的基本特性及用光栅测量未知波长。
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