光学 chapter 2.pdf

Chap.2 Diffraction of Light 光的衍射 1 主 要 内 容  2.1.1 光的衍射现象  2.1.2 惠更斯－菲涅耳原理  2.2.1 菲涅耳半波带  2.2.2 菲涅耳衍射(圆孔和圆屏)  2.2.3 菲涅耳直边衍射 2 2.3.1 夫琅禾费单缝衍射 2.3.2 夫琅禾费圆孔衍射 2.4 平面衍射光栅 2.5* 晶体对X射线的衍射 3 §2.1 衍射现象 惠更斯─菲涅耳原理 (Phenomena of diffraction of light and Huygens-Fresnel principle) 一、光的衍射现象 小孔  挡板 4 (2) 一.惠更斯原理 引言： 波在各向同性的均匀介质中传播时，波速、 波振面形状、波的传播方向等均保持不变。但是， 如果波在传播过程中遇到障碍物或传到不同介质的 界面时，则波速、波振面形状、以及波的传播方向 等都要发生变化，产生反射、折射、衍射、散射等 现象。在这种情况下，要通过求解波动方程来预言 波的行为就比较复杂了。惠更斯原理提供了一种定 性的几何作图方法，在很广泛的范围内解决了波的 传播方向等问题。 5 克里斯蒂安·惠更斯 惠更斯： (Christian Huygens， 1629—1695) 荷兰物理学家、数学家、天文学 家。1629年出生于海牙。1655年获得 法学博士学位。 1663年成为伦敦皇家学会的第一位外国会员。克 里斯蒂安·惠更斯是与牛顿同一时代的科学家，是历史 上最著名的物理学家之一，他对力学的发展和光学的 研究都有杰出的贡献，在数学和天文学方面也有卓越 的成就，是近代自然科学的一位重要开拓者。 6 三、惠更斯-菲涅耳原理 1.惠更斯原理(Huygens principle): 平面波 t  t 球面波 t  t t  2t 惠更斯(C.Huygens, 1629-1695)荷兰人 t  2t 惠更斯原理: 在波的传播过程中,波阵面(波前)上的每 一点都可看作是发射子波的