夫郎禾費(fèi)單縫衍射ppt課件.ppt

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1、夫瑯禾費(fèi)單縫衍射衍射角P點(diǎn)的光強(qiáng)是單縫處各子波上平行光的相干疊加.衍射原理：xI123456789夫瑯禾費(fèi)單縫衍射衍射角（衍射角：向上為正，向下為負(fù).）單逢衍射光線上最大光程差一、單逢衍射光程差分析方法：《菲涅耳半波帶法》利用兩相干光光程差為半波長時(shí)，兩光相遇產(chǎn)生相消干涉的結(jié)果，將單逢上最大光程差(BC=bsinθ)在其衍射方向按（λ/2）為單位進(jìn)行分割.在AC和狹縫間作一些平行于AC的平面，相鄰兩平面間距為入射光波長的一半(???).這些平面把狹縫分成若干等份，每份稱為一個(gè)半波帶.1)各波帶在會(huì)聚點(diǎn)引起的振幅接近相等(各波帶等面積).2)兩相鄰波帶上各對應(yīng)點(diǎn)至?xí)埸c(diǎn)之?均為?

2、??.（??=?——干涉相消）BAC在θ方向，有最大光程差：Δ=b·sinθ當(dāng)：Δ/(λ/2)=m（常數(shù)）當(dāng)m=偶數(shù)。單逢上有偶數(shù)透光縫(半波帶），屏上為衍射極小（暗紋）令：m=2KK=1，2，….當(dāng)m=奇數(shù)。單逢上有奇數(shù)透光縫(半波帶），屏上為衍射極大（明紋）令：m=2K+1K=1，2，….衍射公式縫長干涉相消（暗紋）干涉加強(qiáng)（明紋）（介于明暗之間）（個(gè)半波帶）個(gè)半波帶個(gè)半波帶中央明紋中心二光強(qiáng)分布單縫夫郎和費(fèi)衍射場中相因子迭加--積分分析.在近軸條件下,用單色平面光波（波長為λ）垂直入射寬為的單縫.取直角坐標(biāo)系，單縫中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，如圖所示.xλ假設(shè)；0點(diǎn)附近光線在P點(diǎn)的復(fù)

3、振幅為.ro在x點(diǎn)處，dx內(nèi)光線在P點(diǎn)的復(fù)振幅為.ro+Δxdx入射單縫的光線在P點(diǎn)的復(fù)振幅為；令；化簡為；光強(qiáng)為：討論：（1）當(dāng)?=0時(shí)，羅比塔法則：中央明紋.（2）當(dāng)??0時(shí)，干涉相消（暗紋）.例如：干涉加強(qiáng)（明紋）光強(qiáng)分布曲線干涉相消（暗紋）干涉加強(qiáng)（明紋）當(dāng)較小時(shí)，干涉相消（暗紋）干涉加強(qiáng)（明紋）討論（1）各級暗紋1、各級暗紋距中心的距離：（f>>b）f2、暗紋寬度：例：第一暗紋距中心的距離第一暗紋的衍射角光直線傳播增大，減小一定減小，增大衍射最大一定，越大，越大，衍射效應(yīng)越明顯.角范圍線范圍（2）中央明紋（的兩暗紋間）f中央明紋的寬度單縫寬度變化，中央明紋寬度如何變化

4、？越大，越大，衍射效應(yīng)越明顯.入射波長變化，衍射效應(yīng)如何變化?（4）單縫衍射的動(dòng)態(tài)變化單縫上移，零級明紋仍在透鏡光軸上.單縫上下移動(dòng)，根據(jù)透鏡成像原理衍射圖不變.（3）各級明紋：（明紋）除了中央明紋外的其它明紋、暗紋的寬度寬度位置（5）入射光非垂直入射時(shí)光程差的計(jì)算（中央明紋向下移動(dòng)）（中央明紋向上移動(dòng)）例1設(shè)有一單色平面波斜射到寬度為的單縫上（如圖），求各級暗紋的衍射角.解由暗紋條件例2如圖，一雷達(dá)位于路邊15m處，它的射束與公路成角.假如發(fā)射天線的輸出口寬度，發(fā)射的微波波長是18mm，則在它監(jiān)視范圍內(nèi)的公路長度大約是多少？解將雷達(dá)天線輸出口看成是發(fā)出衍射波的單縫，衍射波能量

5、主要集中在中央明紋范圍內(nèi).根據(jù)暗紋條件例3單縫寬度為b，單色光波長為λ，透鏡焦距為f.當(dāng)；b=0.40mm、λ=589nm、f=1m時(shí)，求（1）光線垂直入射，第一級暗紋和第二級明紋距中心間距各為多少？（2）光線以i=30°角斜入射到單縫上，上述結(jié)果有何變化？暗明解（1）垂直入射；0`0piθbλf（2）斜入射；中央明紋移至0`.對0`上方的條紋，光程差為：令：sinθ=1，可得:Kmax對0下方的條紋，光程差為：0`0piθbλf如令：sinθ=1，可得:K`max對0`、0之間的條紋，（θ

6、方的條紋（由于k值較?。├?寬度為a的單縫的夫瑯禾費(fèi)衍射圖樣中，對應(yīng)于衍射角φ處的光強(qiáng)：（λ為入射光的波長，I0為中央明紋中心處光強(qiáng)．）求：衍射圖樣中中央明紋和第一級次極大的光強(qiáng)比．式中：解：根據(jù)光強(qiáng)公式，強(qiáng)度的極小值出現(xiàn)在的位置．次極大近似地可以認(rèn)為是位于相鄰兩個(gè)極小的正中，因而可由下式求得將上式代入光強(qiáng)公式，則得(k=1)次極大的光強(qiáng)小結(jié)：1、單逢衍射公式；中央明紋暗明2、各級條紋位置、寬度；中央明紋條紋寬度條件