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* * 缝较大，光直线传播 缝很小，衍射现象明显 阴 影 屏幕 屏幕 一.光的衍射现象及其分类 §2 光的衍射 ——波绕过障碍物偏离直线传播的现象 夫 琅 禾 费 衍 射 光源、屏与缝相距无限远 缝 在实验中实现 夫琅禾费衍射 菲 涅 耳 衍 射 缝 光源、屏与缝相距有限远 衍射系统由光源、衍射屏、接收屏组成。 从同一波阵面上各点所发出的子波，在传播过程中相遇时，也可相互叠加产生干涉现象，空间各点波的强度，由各子波在该点的相干叠加所决定。 二、惠更斯-菲涅耳原理 分成一组组平行光，相同衍射角汇聚于屏上同一点。 衍射角 1.条纹明暗条件 ★衍射角为零 中央主极大明纹 三.单缝夫琅禾费衍射 O点振动加强 上下两个半波带对应的各光线光程差均为 ,全部相消。 (菲涅耳半波带法) ★任意衍射角 单缝恰能分成两个”半波带” 所有波带振动相互抵消，此衍射角的光线干涉后出现暗条纹。 偶数倍半波长 推论 有一个波带振动没有抵消，此衍射角的光线干涉后出现明条纹。 奇数倍半波长 结论：分成偶数半波带为暗纹。 分成奇数半波带为明纹。 ★k对应条纹级次。 ★对于一衍射角，单缝不能分成整数个半波带，在屏幕上光强介于最明与最暗之间。 ★正、负号表示衍射条纹对称分布于中央明纹的两侧。 不能分成整数个半波带，则此衍射角的光线干涉介于最明与最暗之间。 3.条纹特征 ★光强分布 当? 角增加时，半波带数增加，未被抵消的半波带面积减少，所以光强变小； 当 ? 增加时,为什么光强的极大值迅速衰减？ 中央两侧第一级暗条纹之间的距离，称做中央明条纹宽度。 ★中央明纹宽度 ★非中央明条纹宽度 暗纹中心 明纹中心 其它各级明条纹的宽度为中央明条纹宽度的一半。 条纹间距与波长成正比，如果用白光做光源，中央为白色明条纹，其两侧各级都为彩色条纹。该衍射图样称为衍射光谱。 狭缝越窄（ a 越小），条纹间距大，条纹分散的越开，衍射现象越明显；反之，条纹向中央靠拢。 当缝宽比波长大很多时，形成单一的明条纹，这就是透镜所形成线光源的象。显示了光的直线传播的性质。 例1一束波长为? =5000?的平行光垂直照射在一个单缝上。已知单缝衍射的第一暗纹的衍射角?1=300，求该单缝的宽度a=? 解： 第一级暗纹 k=1,?1=300 例2一束波长为? =5000?的平行光垂直照射在一个单缝上。 a=0.5mm，f=1m ，如果在屏幕上离中央亮纹中心为x=3.5mm处的P点为一亮纹，试求(a)该P处亮纹的级数；(b)从P处看，对该光波而言，狭缝处的波阵面可分割成几个半波带？ (b)当k=3时，光程差 狭缝处波阵面可分成7个半波带。 1.光栅 由大量等间距、等宽度的平行狭缝所组成的光学元件。 光栅常数：d=a+b 数量级为10-5~10-6m 四.光栅衍射 单位长度上的缝数: 2.光栅的衍射现象 衍射角 Q点振动决定于每一缝内无限多条同一衍射角的光线的干涉和各缝之间光波的干涉。 *