许娇2012级物理学(一)班学年度论文word2003课件.doc

物理学创新班年度论文 菲涅尔衍射屏轴外一点衍射场光强分析 许娇（学号：20121040105） （天水师范学院 电子信息与电气工程学院 2012级物理学一班） 摘要： 光可以“绕过”障碍物，而在某种程度上传播到障碍物的几何阴影区域中，并在屏幕上呈现出光强的不均匀分布现象，这种现象称为“光的衍射”[1] 。谈及到光的衍射，理论很多，相对已经形成了比较完善的理论体系，本文所涉及的只是在球面波人射的情况下,以菲涅耳圆孔衍射为例来研究衍射屏轴外一点衍射场的光强分布。以菲涅耳圆孔衍射的基本原理为基础详尽地论述了菲涅耳衍射轴外一点衍射场的光强分布。 关键词：光学，光的衍射，菲涅耳圆孔衍射，半波带法 Abstract: Light can be bypass obstacles, and in some degree spread to obstacle the geometric shadow region, and on the screen showing a light intensity uneven distribution of the phenomenon, this phenomenon called diffraction of light . Turning to the light diffraction, a lot of theory relative had formed a relatively complete theoretical system, covered in this paper just in spherical wave incident, of Fresnel circular aperture diffraction as an example to study diffraction screen axis outside a point diffraction field intensity distribution. Based on the basic principle of the diffraction of Fresnel hole, the distribution of the intensity of the diffracted field outside a point of the Fresnel diffraction axis is discussed. Key?words: Optics,?optical?diffraction,?Fresnel?diffraction?by a?circularaperture,?half-wave?zone?method 目录 引言 2 第1章 2 1.1 光的衍射现象 2 1.2 惠更斯-菲涅耳原理 2 1.3 根据惠更斯－菲涅尔原理计算波面Ｓ传播到Ｐ点时的合振幅 3 第2章 4 2.1 菲涅耳半波带 4 2.2 次波合振幅的计算 4 第3章 5 3.1 菲涅耳圆孔衍射原理[2] 5 3.2 菲涅耳圆孔衍射屏轴上一点的光强的理论分析 7 3.3 菲涅耳圆孔衍射屏轴外一点的光强分析 9 引言 光可以“绕过”障碍物，而在某种程度上传播到障碍物的几何阴影区域中，若在障碍物的后面放一观察屏，屏上呈现出明暗相间的条纹分布现象，也就是在屏幕上呈现出光强的不均匀分布现象，这种现象称为“光的衍射”或称作“光的绕射”；而把看到的条纹称为“衍射图样”。[2]根据源点和场点距孔径平面的远近将衍射分为夫琅禾费衍射和菲涅尔衍射，又分别称为远场衍射和近场衍射。无论是夫琅禾费衍射和菲涅尔衍射，我们对其衍射屏轴上一点的光强分布规律都很了解，也知道了在衍射屏轴上的光强分布特点，那么，在衍射屏轴外一点的光强是如何分布的，有何特点？下面就以菲涅耳圆孔衍射为例详尽的讨论在衍射屏轴外一点的光强分布和特点。 惠更斯-菲涅耳原理 光的衍射现象 光的衍射现象是指光波遇到障碍物以后会或多或少地偏离几何光学中直线传播定律的现象。几何光学表明，光在均匀媒质中按直线定律传播，光在两种媒质的分界面按反射定律和折射定律传播。但是，光是一种电磁波，当一束光通过有孔的屏障以后，其强度可以波及到按直线传播定律所划定的几何阴影区内，也使得几何照明区内出现某些暗斑或暗纹。总之，衍射效应使得障碍物后空间的光强分布既区别于几何光学给出的光强分布，又区别于光波自由传播时的光强分布，衍射光强有了一种重新分布。衍射使得一切几何影界失去了明锐的边缘。我们根据光源到衍射场的远近将光的衍射现象分为两种类型——菲涅耳衍射和夫琅和费衍射，又分别称为进场衍射与场衍射。 惠更斯-菲涅耳原理 惠更斯原理表明，在任何时候波面上的每一个点都可以作为次波的波源，各自发出球面