《光4衍射夫朗禾》PPT課件

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1、§8光的衍射現(xiàn)象惠更斯——菲涅耳原理一.光的衍射現(xiàn)象二.惠更斯——菲涅耳原理三.衍射分類§9單縫的夫瑯禾費(fèi)衍射一.單縫的夫瑯禾費(fèi)衍射二.單縫的夫瑯禾費(fèi)衍射強(qiáng)度分布§10圓孔的夫瑯禾費(fèi)衍射光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)作業(yè):p1964.1,4.3,4.5,4.6,4.9引子§8光的衍射現(xiàn)象惠更斯——菲涅耳原理●●●純粹衍射準(zhǔn)衍射干涉的衍射光的衍射現(xiàn)象光在傳播過程中能繞過障礙物的邊緣而偏離直線傳播的現(xiàn)象特征:光不僅能繞過障礙物傳播,而且還能產(chǎn)生明暗相間的條紋§8光的衍射現(xiàn)象惠更斯——菲涅耳原理光的縫衍射光的孔衍射惠更斯原理

2、惠更斯原理●●●在波的傳播過程中,波陣面(波前)上的每一點都可看作是發(fā)射子波的點波源。在以后的任一時刻,這些子波面的包絡(luò)面就成為新的波陣面(波前)2.惠更斯——菲涅耳原理波傳到的任何一點都是子波的波源方向某點波的強(qiáng)度:各子波在空間某點的疊加P球面波t時刻波前★光源●·PdA(p)?a(Q):取決于波前上Q點處的強(qiáng)度K(?):方向因子同相面取初位相為零t時刻波前★光源●·PdA(p)?原則上:積分法實際上:菲涅耳半波帶法、振幅矢量法3.光衍射分類障礙物:與光源和觀察屏之間的距離障礙物:與光源和觀察屏的距離有限

3、遠(yuǎn)PRS近場衍射障礙物:與光源和觀察屏的距離無限遠(yuǎn)遠(yuǎn)場衍射R夫朗禾費(fèi)衍射光源:無限遠(yuǎn)干涉:無限遠(yuǎn)凸透鏡E1LSR2L光源S與 透鏡L1觀察屏E與 透鏡L2夫朗禾費(fèi)衍射§9單縫的夫瑯禾費(fèi)衍射一.單縫的夫瑯禾費(fèi)衍射實驗裝置aESL1L22.實驗結(jié)果條紋等間距?等亮度?EaSL1L2中央寬兩邊窄中央亮兩邊暗●●●干涉的衍射明暗位置分布暗紋明暗位置分布明紋明暗位置分布明紋暗紋明紋寬度為相鄰兩暗紋的距離暗紋寬度為相鄰兩明紋的距離半波帶法半波帶半波帶暗紋中心半波帶半波帶半波帶明紋中心中央明紋半波帶數(shù)目越多→寬度越小→光

4、強(qiáng)越弱明條紋級次越高→光強(qiáng)越小中央明條紋光強(qiáng)最大●半波帶半波帶半波帶角寬度中央明條紋角寬度線寬度●●中央明條紋線寬度N個等寬度的窄帶振幅矢量法推導(dǎo)單縫夫瑯禾費(fèi)衍射光強(qiáng)分布公式N個窄帶線光源,柱面波●●同頻,同向,同相惠——菲原理●N個窄帶P點的光振動:N個位相差依次差的分振動的合成例題求如下4個同頻率同方向的等幅簡諧振動的合成解旋轉(zhuǎn)矢量法若換成n個分振動:設(shè)在P處有N個的同方向、同頻率、同振幅、位相差一個恒量??的分光振動進(jìn)行疊加:分光振動用振幅矢量、……??N很大,??很小??中央明紋中心的振幅__單縫夫

5、瑯禾費(fèi)衍射強(qiáng)度分布公式?/a-(?/a)2(?/a)-2(?/a)sin?0.0470.0171I/I000.0470.017相對光強(qiáng)曲線IK≠0<

6、兩像點因愛里斑重疊,已不能分辨§10圓孔的夫瑯禾費(fèi)衍射光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)一.圓孔的夫瑯禾費(fèi)衍射ESL1L2愛里斑:84﹪光強(qiáng)半角寬度:一級暗環(huán)中心對透鏡中心所張角的一半圓孔直徑瑞利判據(jù):ID0ABδθ:恰好能分辨的兩物點對透鏡中心的張角愛里斑的半角寬度——光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)孔經(jīng)相同的微波望遠(yuǎn)鏡和光學(xué)望遠(yuǎn)鏡比較,前者的分辨本領(lǐng)小的原因為(A)星體發(fā)出的微波能量比可見光能量弱;(B)微波更易被大氣中的塵埃散射;(C)大氣對于微波的折射率較小;(D)微波波長比光波波長。天線陣在白光垂直照射單縫而產(chǎn)生的衍射圖樣中,

7、波長為λ1的光的第3級明紋與波長為λ2的第4級明紋相重合,則這兩種光的波長之比為:用單色光垂直照射寬度為a的單縫,在屏上形成衍射圖樣,此時中央明紋寬度為l,若使單縫寬度縮小為a/2,其他條件保持不變,則中央明紋寬度為:*Sff?a?p?0?I在單縫夫瑯禾費(fèi)衍射實驗中,單縫在垂直于透鏡光軸的平面上下作微小移動,屏幕上衍射條紋將如何變化?衍射圖樣與縫的位置無關(guān)_不變化在單縫夫瑯禾費(fèi)衍射的裝置中,透鏡在垂直于透鏡光軸的平面上下作微小移動,屏幕上衍射條紋將如何變化?*Sff?a?p?0?I衍射圖樣不變化,但隨焦點一

8、起上移動

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