0光4-衍射夫朗禾费.ppt

§8 光的衍射现象 惠更斯——菲涅耳原理 一．光的衍射现象 二．惠更斯——菲涅耳原理 三. 衍射分类 §9 单缝的夫琅禾费衍射 一．单缝的夫琅禾费衍射 二．单缝的夫琅禾费衍射强度分布 §10 圆孔的夫琅禾费衍射 光学仪器的分辨本领 作业： p196 4.1，4.3，4.5，4.6，4.9 * 引子 §8 光的衍射现象 惠更斯——菲涅耳原理 ● ● ● 纯粹衍射 准衍射 干涉的衍射 光的衍射现象 光在传播过程中能绕过障碍物的边缘 而偏离直线传播的现象 特征： 光不仅能绕过障碍物传播， 而且还能产生明暗相间的条纹 §8 光的衍射现象 惠更斯——菲涅耳原理 光的缝衍射 光的孔衍射 惠更斯原理 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点波源。 在以后的任一时刻， 这些子波面的包络面就成为新的波阵面（波前） 2. 惠更斯——菲涅耳原理 波传到的任何一点都是子波的波源　　方向 某点波的强度：各子波在空间某点的叠加 P 球面波 t 时刻波前 ★ 光源 ● · P dA(p) ? a(Q)：取决于波前上 Q 点处的强度 K(? )：方向因子 同相面 取初位相为零 t 时刻波前 ★ 光源 ● · P dA(p) ? 原则上：积分法 实际上：菲涅耳半波带法、 振幅矢量法 3. 光衍射分类 障碍物：与光源和观察屏之间的距离 障碍物： 与光源和观察屏的距离　　 有限远　 P R S 近场衍射 障碍物： 与光源和观察屏的距离　　 无限远　 远场衍射 R 夫朗禾费衍射 光源：无限远 干涉：无限远 凸透镜 E 1 L S R 2 L 光源 S　与　透镜 L1 观察屏 E　与　透镜 L2 夫朗禾费衍射 §9 单缝的夫琅禾费衍射 一．单缝的夫琅禾费衍射 实验装置 a E S L1 L2 2. 实验结果 条纹 等间距？ 等亮度？ E a S L1 L2 中央宽两边窄 中央亮两边暗 ● ● ● 干涉的衍射 明暗 位置分布 暗纹 明暗 位置分布 明纹 明暗 位置分布 明纹 暗纹 明纹宽度为相邻两暗纹的距离 暗纹宽度为相邻两明纹的距离 半波带法 半波带 半波带 暗纹中心 半波带 半波带 半波带 明纹中心 中央明纹 半波带数目越多 → 宽度越小 → 光强越弱 明条纹级次越高 → 光强越小 中央明条纹光强最大 ● 半波带 半波带 半波带 角宽度 中央明条纹角宽度 线宽度 ● ● 中央明条纹线宽度 N 个等宽度的窄带 振幅矢量法推导单缝夫琅禾费衍射光强分布公式 N个窄带 线光源，柱面波 ● ● 同频，同向，同相 惠——菲原理 ● N个窄带 P点的光振动： N个位相差依次差 的分振动的合成 例题 求如下4个同频率同方向的等幅简谐振动的合成 解 旋转矢量法 若换成n个分振动： 设在P 处有N个的同方向、同频率、同振幅、位相差一个恒量?? 的分光振动进行叠加： 分光振动用振幅矢量 、 …… ? ? N 很大， ?? 很小 ? ? 中央明纹中心的振幅 __单缝夫琅禾费衍射强度分布公式 ? /a -(? /a) 2(? /a) -2(? /a) sin? 0.047 0.017 1 I / I0 0 0.047 0.017 相对光强曲线 IK≠0 IK=0 ● ● ● a 越小 衍射现象越显著 直线传播 门缝里瞧人—— 人未必“扁” 6. 衍射光谱 白光： 中央明纹 彩色条纹 ● ● 共同点： 光的相干叠加的结果 不同点： 干涉是有限束光的叠加 衍射是无数子波源的叠加 7. 干涉与衍射的区别与联系 *