光波的衍射的基本理论.ppt

菲涅耳衍射和夫琅和费衍射判别式；菲涅耳衍射和夫琅和费衍射是两个经常应用的衍射计算。5.3夫琅和费近似看第四项有贡献，不忽略贡献小于忽略第32页,共36页，2024年2月25日，星期天菲涅耳衍射和夫琅和费衍射几点总结1.2.3.4……第33页,共36页，2024年2月25日，星期天S?KE(p)EQ波前外任一点光振动是波面上所有子波相干叠加的结果。惠更斯－菲涅耳原理的数学表达式菲涅耳－基尔霍夫衍射公式当光线接近于正入射时近似计算，设平面波入射，l=R,cos(n,l)=-1本节内容回顾第34页,共36页，2024年2月25日，星期天三、基尔霍夫衍射公式的近似1、菲涅耳近似（对位相项的近似）本节内容回顾取直角坐标孔径平面（x1,y1）观察平面（x,y）2、夫琅和费近似，继续展开第35页,共36页，2024年2月25日，星期天感谢大家观看第36页,共36页，2024年2月25日，星期天关于光波的衍射的基本理论一、光的衍射现象与衍射理论的发展二、惠更斯－菲涅耳原理三、菲涅耳－基尔霍夫衍射公式四、巴比涅原理五、基尔霍夫衍射公式的2个近似第13-1光波的衍射基本理论1.与以往不同的对衍射现象的认识；2.从衍射理论的发展，你能体会到什么？人类的认知规律？什么是对真理的追求？第2页,共36页，2024年2月25日，星期天1.1光的衍射现象光波在空间传播遇到障碍时，其传播方向会偏离直线传播，弯入到障碍物的几何阴影中，并呈现光强的不均匀分布的现象。对衍射的进一步理解、讨论与思考一、光的衍射现象与衍射理论的发展1.2光的衍射理论的发展第3页,共36页，2024年2月25日，星期天1.2光的衍射理论的发展一、光的衍射现象与衍射理论的发展对衍射的进一步理解、讨论与思考第4页,共36页，2024年2月25日，星期天总结1：大约1818年前，一直没有人注意到有可能根据波动理论说明衍射效应。1818年，菲涅耳的著作问世。他在论文中证明，应用慧更斯作图法，结合干涉原理，能够解释衍射现象。菲涅耳的分析后来由基而霍夫给出了完善的数学描述（1882年）。二、惠更斯－菲涅耳原理三、惠更斯－基尔霍夫衍射公式此后，许多学者对此进行了广泛的讨论。[参考关于衍射问题的发展历史，更为完全的叙述，见C.F.Meyer,TheDiffractionofLight,X-ray,andMaterialParticles,(Chicago,TheUniversityPress,1934).]一、光的衍射现象与衍射理论的发展第5页,共36页，2024年2月25日，星期天总结2：衍射问题是光学中遇到的最为困难的问题之一。在衍射理论中，某种意义上认为是一个的解是很少的。直至1896年，才由索末菲给出了第一个解。他在一篇重要论文中讨论了一个完全导电的半无限平面屏对平面波的衍射。此后，对少数其它衍射问题（二维）也求得了严格解。一、光的衍射现象与衍射理论的发展总结3：由于在数学上的困难，在大多数有实际意义情况下，必须采用近似方法。这些方法中惠更斯－菲涅耳理论是最富成效的，它适用于处理光学仪器中所遇到的大多数光学衍射问题。因此，惠更斯－菲涅耳原理，惠更斯－基尔霍夫衍射公式是本章学习的主要核心内容。第6页,共36页，2024年2月25日，星期天思考与讨论波的叠加原理：两个（或多个）波在相遇点产生的合振动是各个波单独在该点产生的振动的矢量和。波的叠加服从叠加原理，光波也同样。叠加原理是波动光学的基本原理。波的叠加原理表明了光波传播的独立性。一个光波的传播方向不会因为其他光波的存在而受到影响。2.两个光波在相遇后又分开，每个光波仍保持原有的特点（频率、波长、振动方向等），按照原来的传播方向继续前进。是否矛盾？如何理解？第7页,共36页，2024年2月25日，星期天1.3衍射实验(DiffractionexperimentS?K光的衍射是光的波动性的主要标志之一。光源与照明空间衍射屏衍射空间衍射系统的组成接收幕屏—基本问题第8页,共36页，2024年2月25日，星期天衍射现象的基本问题是：已知照明光场和衍射屏的特征，求屏幕上衍射光场的分布；已知衍射屏及屏幕上衍射光场的发布，去探索照明光场的某些特性；特别是已知照明光场及屏幕上所需的衍射光场发布，设计、计算衍射屏的结构和制造衍射光学元件。1.3衍射实验(Diffractionexperi