(白)(马文蔚教材)波动与光学Y第17章光的衍射.ppt

* 17-6 光的衍射 一 光的衍射现象 圆孔衍射 圆盘衍射 菲涅耳衍射 夫琅和费衍射 二 衍射分类 矩孔衍射 S R P R 来自无限远 射向无限远 来自有限远 射向有限远 三 惠更斯— 菲涅耳原理 波前S上的每个面元ds都可以看成是发出球面子波的新波源，空间任意一点P的振动是所有这些子波在该点的相干叠加。 图 菲涅耳原理 1）各子波在 P 点的相位 2）各子波在 P 点的振幅 3） P 点的振动方程 17-7 单缝（夫琅禾费）衍射 1. 菲涅耳波带法 明暗相间的平行直条纹 条纹的宽度和亮度不同 衍射角? 两条边缘衍射线之间的光程差 P点条纹的明暗取决于光程差BC的大小 单缝的夫琅禾费衍射 菲涅耳波带法 (a) b b 菲涅耳波带 各个波带面积相等, 在P点引起的光振幅接近相等 暗纹 明纹 中央明纹的角宽度 （近似公式） 菲涅耳波带法 (b) b b 2.振幅矢量法 相邻面元的光程差 位相差 衍射矢量图 N个等宽的细窄条子波源 到P点的距离近似相等 引起的光振幅近似相等，设为?0 b db A0 A0 A0 A0 A0 A=NA0 A0 A0 A0 两式相除 其中 1) 中央明纹 --- 主极大 2) 暗纹 3) 次级明纹 作图法可得其它主极大 17-8 圆孔衍射 光学仪器分辨率 其中 是一阶柱贝塞耳函数 一 圆孔的夫朗和费衍射 艾里斑 张角宽度： R：孔半径 D：孔直径 艾里斑半径： 式中 f 是透镜焦距 2.光学仪器的分辨本领 瑞利判据 当一个艾里斑中心刚好落在另一个爱里斑的边缘上时,就认为这两个艾里斑刚好能分辨 最小分辨角: 分辨率: 望远镜的分辨率 显微镜的最小分辨距离 式中：n 为物方的折射率 u 是显微镜物镜半径对物点的半张角 nsinu 称为物镜的数值孔径（Ｎ.Ａ.） 显微镜的分辨本领 17-9 衍射光栅 一 光栅衍射 光栅： 具有空间周期性的衍射装置 缝间距为d d=b+b’ 称为光栅常数 光栅的衍射条纹： 单缝衍射和多缝干涉 的总效果 光栅常数 d = b+b’ （1） 明纹 --- 多缝干涉加强 光栅方程： （2） 暗纹 --- 多缝干涉相消 （主明纹或主极大） ---- 相邻主明纹之间有 N-1 条暗纹 （3） 次明纹 ---- 相邻主明纹之间有 N-2 条次明纹或次极大 二 光栅衍射条纹的形成 b b’ 光栅常数 d = b+b’ （1）明纹 （2）暗纹 （3）次明纹 （4）缺级现象 缺级的级次为: * * * * *