0光4衍射夫朗禾费.ppt

8 光的衍射现象 惠更斯菲涅耳原理一光的衍射现象二惠更斯菲涅耳原理三.衍射分类9 单缝的夫琅禾费衍射一单缝的夫琅禾费衍射 二单缝的夫琅禾费衍射强度分布10 圆孔的夫琅禾费衍射光学仪器的分辨本领 作业：p196 4.1，4.3，4.5，4.6，4.9,引子,8 光的衍射现象 惠更斯菲涅耳原理,纯粹衍射,准衍射,干涉的衍射,光的衍射现象,光在传播过程中能绕过障碍物的边缘而偏离直线传播的现象,特征：,光不仅能绕过障碍物传播，而且还能产生明暗相间的条纹,8 光的衍射现象 惠更斯菲涅耳原理,光的缝衍射,光的孔衍射,惠更斯原理,惠更斯原理,在波的传播过程中，波阵面（波前）上的每一点都可看作是发射子波的点波源。,在以后的任一时刻，这些子波面的包络面就成为新的波阵面（波前）,2.惠更斯菲涅耳原理,波传到的任何一点都是子波的波源方向某点波的强度：各子波在空间某点的叠加,球面波,dA(p),a(Q)：取决于波前上 Q 点处的强度,K()：方向因子,同相面取初位相为零,原则上：积分法实际上：菲涅耳半波带法、振幅矢量法,3.光衍射分类,障碍物：与光源和观察屏之间的距离,障碍物：与光源和观察屏的距离有限远,近场衍射,障碍物：与光源和观察屏的距离无限远,远场衍射,夫朗禾费衍射,光源：无限远干涉：无限远凸透镜,光源 S与透镜 L1观察屏 E与透镜 L2,夫朗禾费衍射,9 单缝的夫琅禾费衍射,一单缝的夫琅禾费衍射,实验装置,2.实验结果,条纹等间距？等亮度？,中央宽两边窄中央亮两边暗,干涉的衍射,明暗位置分布,暗纹,明暗位置分布,明纹,明暗位置分布,明纹,暗纹,明纹宽度为相邻两暗纹的距离,暗纹宽度为相邻两明纹的距离,半波带法,暗纹中心,明纹中心,中央明纹,半波带数目越多 宽度越小 光强越弱明条纹级次越高 光强越小中央明条纹光强最大,角宽度,中央明条纹角宽度,线宽度,中央明条纹线宽度,N 个等宽度的窄带,振幅矢量法推导单缝夫琅禾费衍射光强分布公式,线光源，柱面波,同频，同向，同相,惠菲原理,P点的光振动：,N个位相差依次差 的分振动的合成,例题,求如下4个同频率同方向的等幅简谐振动的合成,解,旋转矢量法,若换成n个分振动：,设在P 处有N个的同方向、同频率、同振幅、位相差一个恒量 的分光振动进行叠加：,分光振动用振幅矢量、,N 很大，很小,中央明纹中心的振幅,_单缝夫琅禾费衍射强度分布公式,相对光强曲线,IK0 IK=0,a 越小衍射现象越显著,直线传播,门缝里瞧人,人未必“扁”,6.衍射光谱,白光：中央明纹彩色条纹,共同点：,光的相干叠加的结果,不同点：,干涉是有限束光的叠加,衍射是无数子波源的叠加,7.干涉与衍射的区别与联系,几何光学:,波动光学:,物点集合,像斑集合,图a 表示两像点不重叠，能清楚分辨,图b 表示两像点虽重叠，但尚能分辨两像点,图c 表示两像点因爱里斑重叠，已不能分辨,10 圆孔的夫琅禾费衍射 光学仪器的分辨本领,一圆孔的夫琅禾费衍射,爱里斑：84光强半角宽度：一级暗环中心对透镜中心所张角的一半,圆孔直径,瑞利判据：,：恰好能分辨的两物点对透镜中心的张角爱里斑的半角宽度,光学仪器的分辨本领,孔经相同的微波望远镜和光学望远镜比较，前者的分辨本领小的原因为,（A）星体发出的微波能量比可见光能量弱；（B）微波更易被大气中的尘埃散射；（C）大气对于微波的折射率较小；（D）微波波长比光波波长。,天线阵,在白光垂直照射单缝而产生的衍射图样中，波长为1 的光的第 3 级明纹与波长为 2 的第 4 级明纹相重合，则这两种光的波长之比为：,用单色光垂直照射宽度为 a 的单缝，在屏上形成衍射图样，此时中央明纹宽度为 l，若使单缝宽度缩小为 a/2，其他条件保持不变，则中央明纹宽度为：,在单缝夫琅禾费衍射实验中，单缝在垂直于透镜光轴的平面上下作微小移动，屏幕上衍射条纹将如何变化？,衍射图样与缝的位置无关不变化,在单缝夫琅禾费衍射的装置中，透镜在垂直于透镜光轴的平面上下作微小移动，屏幕上衍射条纹将如何变化？,衍射图样不变化，但随焦点一起上移动,