4-1 光的衍射现象和惠更斯-菲涅耳原理A10.ppt

* * 第四章 衍射 §1 光的衍射现象和惠更斯-菲涅耳原理 * 一 光的衍射现象和衍射理论 光的衍射现象：光波在传播过程遇到障碍物时，光束偏离直线传播，强度发生重新分布的现象。 剃刀片衍射图样 圆屏衍射图样 不同缝宽的单缝衍射条纹的实例比较 0.16 mm 0.08 mm 0.04 mm 0.02 mm 激光光源 正方形孔 单缝 正八边形孔 正六边形孔 正三边形孔 不同形状的缝的衍射图形 在什么方向受限制，衍射图样就沿什么方向扩展,限制越厉害，衍射越强烈 圆孔衍射 单缝衍射 * * 19世纪前 牛顿的微粒说 菲涅耳 【法】（1788-1827） 毕业于巴黎工艺学院与巴黎桥梁与公路学校。一直在法国政府的一些部门当工程师。他在1823年当选为法国科学院院士，1825年为英国皇家学会会员 泊松亮斑 圆屏衍射图样 1801年 杨氏实验 1818年 惠更斯—菲涅耳原理 光的衍射理论 1、衍射： ①建立了惠更斯-菲涅耳原理，加上巧妙的半波带法，简单而定量地预言和说明了各种形状的狭缝衍射； ②设制出的双面镜与双棱镜干涉装置； ③制出了半波带片。 菲涅耳的科学成就 2、偏振： ①与阿拉戈一起研究偏振光的干涉，肯定光是横波； ②发现了圆和椭圆偏振光，用波动说解释了偏振光的左右旋和旋光现象； ③分析了分振幅干涉中出现的半波损失问题； ④解释了双折射现象，建立了晶体光学的基础。 1）原理的表述： （2）相干叠加 （1）次波 二 惠更斯-菲涅耳原理 波前 上每个面元 都可以看成是新的振动中心，它们发出次波。在空间某一点 的振动是所有这些次波在该点的相干叠加。 菲涅耳衍射积分公式 不存在向后倒退的次波 菲涅耳－基尔霍夫衍射公式 基尔霍夫 边界条件 积分为零 若 ，且 —傍轴条件— 三 巴比涅原理 两个互补的屏，在像平面上产生的衍射图样完全一样（像点除外） 巴比涅原理 自由光场（除像点）： 已知一种衍射屏形成的波场的复振幅或光强，往往可以计算出其互补屏的复振幅和光强。 四 衍射的分类 菲涅耳衍射：光源和接收屏幕距离衍射屏幕有限远 夫琅和费衍射：光源和接收屏幕距离衍射屏幕无限远 *