单缝的夫琅禾费衍射.ppt

17-9 单缝的夫琅禾费衍射,1.单缝夫琅禾费衍射的光路图,：缝宽,S:单色线光源,:衍射角,中央明纹(中心),单缝的两条边缘光束 AP 和BP 的光程差，可由图示的几何关系得到：,单缝的夫琅禾费衍射,2.单缝夫琅禾费衍射的光程差计算,1,2,B,A,半波带,半波带,1,2,两相邻半波带上对应点发的光在P 处干涉相消形成暗纹。,/2,当 时，可将缝分为两个“半波带”,3.1 菲涅耳半波带法,3.衍射图样的讨论,单缝的夫琅禾费衍射,当 时,可将缝分成三个“半波带”,P 处近似为明纹中心,/2,B,A,当 时,可将缝分成四个“半波带”,P 处干涉相消形成暗纹,单缝的夫琅禾费衍射,暗纹,明纹(中心),中央明纹(中心),上述暗纹和中央明纹(中心)的位置是准确的，其余明纹中心的实际位置较上稍有偏离。,3.2 明暗纹条件,由半波带法可得明暗纹条件为：,单缝的夫琅禾费衍射,3.3 衍射图样,衍射图样中各级条纹的相对光强如图所示.,中央极大值对应的明条纹称 中央明纹。,中央极大值两侧的其他明条纹称 次极大。,中央极大值两侧的各极小值称暗纹。,单缝的夫琅禾费衍射,（1）明纹宽度,A.中央明纹,当 时，1 级暗纹对应的衍射角,由,得：,单缝的夫琅禾费衍射,角宽度为,线宽度为,（1）明纹宽度,B.次极大,前提仍然是很小,单缝的夫琅禾费衍射,（2）缝宽变化对条纹的影响,知，缝宽越小，条纹宽度越宽,，此时屏幕呈一片明亮；,几何光学是波动光学在/a0时的极限情形,此时屏幕上只显出单一的明条纹 单缝的几何光学像。,当 时，,当 时，,由,单缝的夫琅禾费衍射,（3）波长对条纹宽度的影响,波长越长，条纹宽度越宽。,仍由,知,单缝的夫琅禾费衍射,例题17-8 水银灯发出的波长为546nm的绿色平行光，垂直入射于宽0.437mm的单缝，缝后放置一焦距为40cm的透镜，试求在透镜焦面上出现的衍射条纹中央明纹的宽度。,解 两个第一级暗纹中心间的距离即为中央明 纹宽度，对第一级暗条纹（k=1)求出其衍射角,中央明纹的角宽度,式中 很小,单缝的夫琅禾费衍射,透镜焦面上出现中央明纹的宽度,中央明纹的宽度与缝宽a成反比，单缝越窄，中央明纹越宽。,单缝的夫琅禾费衍射,例 设一监视雷达位于路边d=15m处，雷达波的波长为30mm，射束与公路成15角，天线宽度a=0.20m。试求：该雷达监视范围内公路长L=?,单缝的夫琅禾费衍射,解：将雷达波束看成是单缝衍射的0 级明纹,由,有,如图：,单缝的夫琅禾费衍射,解：将雷达波束看成是单缝衍射的0 级明纹,由,有,如图：,单缝的夫琅禾费衍射,