第二章 衍射 A 半波带 2014.11.5.ppt

第二章 光的衍射 §2.1 光的衍射现象 §2.2 惠更斯—菲涅耳原理 §2.5 夫琅和费单缝衍射 §2.6 夫琅和费圆孔衍射 §2.7 衍射光栅 §2.3 菲涅耳半波带 §2. 4菲涅耳衍射 一 定义：光在传播过程中遇到障碍物时，能够绕过障碍物的边沿传播，光的这种偏离直线传播的现象叫作光衍射. §2.1 光的衍射现象 圆孔衍射 “泊松”亮斑 二 衍射是波的共同现象 水波——绕过桥洞 声波——绕过门窗 无线电波——绕过山丘 三 产生衍射的条件 当障碍物(或其开口)的线度与波长相比拟，衍射现象才明显。 （a）菲涅耳衍射 四 光的衍射现象分类 衍射屏距光源和衍射屏距接收屏，二者或二者之一为有限远． 光源和场点都为有限远 光源无限远，场点有限远 （b）夫琅和费衍射 衍射屏距光源和接收屏都为无限远． 光源和场点都为无限远 ? 波面上任一点都可看作次级子波源,发出球面次波,它们的包络面为下一时刻新的波前. 惠更斯原理: ２.2 惠更斯—菲涅耳原理 平面波 球面波 菲涅耳吸取了惠更斯的次级子波的概念和杨氏的相干叠加的思想，提出了惠更斯—菲涅耳原理. (1)表述： 波前 S 上每一个面元 dS 都可以看作新的子波源，发出球面子波.波场中任一点 p 的光振动，是所有这些子波源在该点产生的光振动的相干叠加. 法线 单色点光源 1）波振面S是同相面，其上所发出的子波初相位相同（可令其为零） 2）面元dS发出的子波在P点引起的振幅与r成 反比，与dS成正比， 之间的夹角 有关;随 的增 与 并与面元 减小。 加而 3）面元dS在P点产生振动的相位由光程决定 (2) 几点假设： P点位相相对面元dS处的位相落后 位相可表示为 （k称波数） dS发出次波在P点的振动： P点的振动： C：为比例常数； ：为倾斜因子 (3) 次波方程： 倾斜因子 (4) 波面S在P点产生的振动——次波迭加 2.3 菲涅耳半波带： 一 菲涅耳半波带： o s r0 R B0 Bk 相邻两带对应部分发出次波到p点程差为半个波长，即它们以相反位相到达p点。 各半波带在P点的振幅ai 相邻带在P点产生的振动位相相反 依据菲涅耳积分 P点的合振动决定于 波带面积 距离 倾斜因子 二 p点合振幅 1）各环带 近似相等： R P BK rk r0 hk B0 解得： 第k球冠面积 第(k-1)球冠面积 第k环带面积 与k无关。 —— 2）不同半波带 不同。 ↑， ↓ 结论： b) 相邻半波带产生分振动位相相反 P点合振幅： K为 奇数： 偶数： 总之 K奇数取“+” 光强大 K偶数取“-” 光强小