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2. 波带片功能—相当于透镜的汇聚作用： 波带片的透镜物像公式? 物距-R 像距-b 焦距-f 主焦距： 次焦点： 3. 优点及应用 大面积、轻便、可折叠、聚光能力强 所以这种透镜多用于远程光通讯、光测距 S R P0 b 振幅型黑白波带片 P? P0 S a f §3 夫朗和费单缝、矩孔衍射 3.1 单缝衍射实验装置及衍射图 I 装置参数: 衍 射 图： 沿垂直缝方向对称拉开的明暗相间的亮斑， 且中心亮斑最亮，向外依次递减。 缝宽-a ； 衍射角-? (上“+”下“-”）；焦距-f 且中心亮斑宽度是次级亮斑的两倍。 3.2 单缝衍射光强分布公式 --理论推导 1. 振幅矢量图解法推导 考察屏上任一点P?的光强 ?AB两点 光程差 位相差 ?将AB均分为n个宽a/n的小条形面元d? 相邻小条： 每小条在P?点产生的振幅： f P? d? —单缝衍射因子 ?光强分布公式： O R B A e ?各条在P?点的合振动： A0 3.3单缝衍射特点--极大、极小条件及位置 1. 主极大： 条件： A0 * S f f ? a ? ? · p A B 0 δ 衍射斑的中心即为几何像点 2. 极 小： 条件： 位置： 偶数个半波带 3. 次极大 . . 条件: 位置： f =?/2 奇数个 总结单缝衍射特点 1.明纹等角间距 2. 中央主极大宽 半角宽： I0 sin? 0 ?X次 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 线 宽： I f a a. 缝宽a的影响 b. ?的影响： 讨论： 复色光的衍射图样 I f 3. 若平行光斜入射 ?0 D 中央主极大偏移 ?LAB= 0 在 ? = - ?0 处 - ?0 主极大 极 小 次极大 ----(倾角?0） （B）积分法：求 I单(?) =？ r P? ? ? x r0 dx ?r 0 x S a P? f P0 3.4 矩孔夫朗和费衍射 矩孔衍射图样: 1. 实验装置及现象 a b 装置结构参数: 宽-a;长-b; 衍射角- ? 1 ?2（ ? x ?y） 2. 直接积分法导出 光强分布 设 矩孔 方向为 的一束平行光汇聚 P(?1?2）或 P(x’ y’） a R Q(x y) r r0 b a x y z x’ y’ R ?1 ?2 ? ? ?r * 第四章 衍 射 1665年，意大利物理学家格里马地，在观察光线通过障碍物后的强弱分布，发现光的分布没有截然的边界，不能用当时通行的光的微粒说来解释。 §1 光的衍射及惠更斯－菲涅耳原理 1.1 光的衍射现象： -- 光遇到障碍物时，违背了直线 传播定律，改变传播方向的现象。 衍射是波动的属性: 举 例： （1）障碍物 越小,衍射越显著 （2）光在受限方向扩展 （衍射图样决定于结构形状） （3）能量再分配（复杂的干涉） 衍射特点 衍射现象 演示 机械波: 声波：隔墙有耳 电磁波：电视信号：越过高山、楼房。 光 波：如演示实验缝、发丝 光衍射现象（可变单缝） 几何光学观点→几何投影: 暗区有光 光非均匀分布 某方向受限,就在此方向扩展 受限越严重,衍射越明显 波动光学结果→衍射条纹: 暗区无光; 亮区光均匀 珀松点 光的衍射 波前函数 波 前 ---------波前上的复振幅分布 ---------波场中任一考察面 波前含义的拓展 1.2 惠更斯—菲涅耳原理（衍射基本原理） 波动的特点 扰动的传播： 子球面波的传播 时空双周期性： 波的相干叠加 惠更斯原理 惠更斯－菲涅尔原理 子波相干叠加的思想 1.2 惠更斯—菲涅耳原理（衍射基本原理） —波面?上的各点都可视为新的点波源向外发 出次级球面波。经传播在空间相遇,相遇点 P的振动为所有子波在该点的相干叠加。 衍射实质—无数子波的相干叠加 2. 数学表示 1.文字表述 P ? Q2 Q1 r . p S0 ? Qi d? R . . . . . 基尔霍夫边界条件 菲涅耳衍射积分公式： 1.3 衍射巴俾涅原理— 互补屏（a）（b）如下： + = 自由空间 透光部分 衍射场 一个屏的衍射场+互补屏的衍射场=自由屏衍射场 结论：一对互补屏的衍射场的复振幅之和=自由场复振幅 即巴俾涅原理 证明： 说明: （1）互补屏衍射复振幅互补,光强不互补。 （2）特例: 若:一衍射系统同时又是成像系统。 则:一对互补屏的衍射光强分布相同 (除几何象点外)