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1 （光的衍射） 光的单色性 增透膜增反膜的应用 说明: 非平行膜等厚干涉 一 光的衍射现象 光在传播过程中若遇到尺寸比光的波长大得不多的障碍物时，光会传到障碍物的阴影区并形成明暗变化的光强分布的现象。 缝大,直线传播； 缝小,衍射 圆孔、圆盘、细丝等尺寸大时为象； 尺寸小时形成明暗相间条纹. 衍射屏 观察屏 光源 单缝菲涅耳衍射 夫 琅 禾 费 衍 射 光源、屏与缝相距无限远 缝 菲 涅 耳 衍 射 缝 光源、屏与缝相距有限远 在实验中实现 夫琅禾费衍射 近 场 衍 射 远 场 衍 射 夫 琅 禾 费 单 缝 衍 射 （衍射角 ：向上为正，向下为负） 菲涅耳波带法 衍射角 半波带法 (1)原理 光程差为λ/2时, 单色光λ入射, 如两光 两光相干减弱. (2)半波带 对应某方向的衍射 光,将透过狭缝光的波阵面分成 若干条带, 相邻条带对应点 的衍射光到屏上会聚 点的光程差为半个波长. 或同一条带边缘衍射光到屏上会聚点的光程差 为半个波长. (3)结论 相邻半波带衍射光屏上相互抵消. (4)半波带数目N 取决于狭缝边缘A, B 衍射光 到屏上会聚点的光程差AC . 缝长 2个半波带时： 3个半波带时： 干涉相消(暗纹) 干涉加强(“明纹”) （介于明暗之间） 个半波带 个半波带 中央明纹中心 （ 个半波带） 二 光强分布 干涉相消（暗纹） 干涉加强（“明纹”） (1) 得到的暗纹和中央明纹位置精确,其它明纹位置 只是近似 (2) 单缝衍射和双缝干涉条纹比较： 单缝衍射条纹 双缝干涉条纹 说明 2. 单缝衍射明纹角宽度和线宽度 中央明纹：角宽度 线宽度 角宽度： 相邻两暗纹中心对应的衍射角之差 线宽度： 观察屏上相邻两暗纹中心的间距 衍射屏 透镜 观测屏 第一暗纹的衍射角 第一暗纹距中心距离 （明纹） （暗纹） 线宽度 第k 级明纹：角宽度 -----波长越长，缝宽越小,条纹宽度越宽。 中央明纹： 角宽度 衍射屏 透镜 观测屏 （明纹） （暗纹） 线宽度 一定， 越大， 越大，衍射效应越明显. 增大， 减小 一定 减小， 增大 衍射最大 第一暗纹的衍射角 观察屏上不出现暗纹。 光直线传播 几何光学。 单缝宽度变化，中央明纹宽度如何变化？ 中央明纹 线宽度 入射波长变化，衍射效应如何变化？ 越大， 越大，衍射效应越明显. 第一暗纹的衍射角 单缝衍射的动态变化 单缝上移，零级明纹仍在透镜光轴上. 单缝上下微小移动，根据透镜成像原理衍射图不变 . 白光入射： 中央（零级）明纹： 白光条纹 所有光的零级 衍射角为零, 相干加强。 其它级 彩色条纹 同一 k 值明 纹的衍射角由紫到红的增大, 条纹由紫到红的排开。 k大时 发生重叠, 分辨不清. 入射光非垂直入射时光程差的计算 （中央明纹向下移动） （中央明纹向上移动） 1.入射线 衍射线 在法线同侧： 2.入射线 衍射线 在法线异侧： 针孔成像改善视力 自然界中的針孔成像： 日蚀时，这些亮圆就显得残缺。 太阳透过树叶间的孔隙所造成的针孔成像--- 小亮圆就是太阳的像 一、圆孔衍射 艾里斑 ：艾里斑直径 经圆孔衍射后,一个点光源对应一个爱里斑 爱里斑的半角宽度为 几何光学: 物点 波动光学: 物点 一一对应 像点 一一对应 像斑 二 瑞利判据 对于两个强度相等的不相干的点光源（物点），一个点光源的衍射图样的主极大刚好和另一点光源衍射图样的第一极小相重合，这时两个点光源（或物点）恰为这一光学仪器所分辨. 可分辨 刚可分辨 不可分辨 最小分辨角 三 光学仪器的分辨本领 * * 光学仪器的通光孔径 最小分辨角 光学仪器分辨率 /view/27714.htm 哈 勃 太 空 望 远 镜 1990 年发射的哈勃太空望远镜的凹面物镜的直径为2.4 m，最小分辨角 在大气层外 615 km 高空绕地运行,可观察130亿光年远的太空深处，发现了500 亿个星系 . 例1 设人眼在正常照度下的瞳孔直径约为3 mm，而在可见光中，人眼最敏感的波长为550 nm，问 (1)人眼的最小分辨角有多大？ (2)若物体放在距人眼25 cm（明视距离）处，则两物点间距为多大时才能被分辨？ 解(1) (2) d l 一. 衍射光栅 1.光栅: 2.光栅常数d 反射光栅 透射光栅 透光宽度 不透光宽度 大量等宽等间距的平行狭缝(或反射面)构成的光学元件 每毫米均匀刻有m条缝/线的光栅， 其光栅常数 只考虑单缝衍射强度分布 只考虑双缝干涉强度分布 双