大学物理A波动光学光的衍射.ppt

缝较大时，光是直线传播的,一、光的衍射现象,10 光的衍射,二、菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射,衍射系统由光源、障碍物(衍射屏)、接收屏组成。,三、惠更斯-菲涅耳原理,波前上每一面元都可看成是新的子波源，它们发出的次波在空间相遇，空间每一点的振动是所有这些次波在该点所产生振动的叠加。（子波相干叠加）,F-比例常数,k()-倾斜因子,P点的光振动（惠更斯-菲涅耳原理的数学表达）为：,（衍射角：向上为正，向下为负）,菲涅耳波带法,四、夫琅禾费单缝衍射,屏幕,半波带法,干涉相消(暗纹),干涉加强(明纹),（介于明暗之间）,中央明纹中心,结论：,五、单逢衍射条纹的特点,干涉相消（暗纹）,干涉加强（明纹）,1、条纹、光强分布,第一暗纹距中心的距离,2、条纹位置及宽度,(1)第一暗纹的衍射角,角范围,线范围,（的两暗纹间）,(2)中央明纹的角宽度及线宽度,3、缝宽对衍射条纹的影响,不同缝宽的单缝衍射条纹的比较,0.16 mm,0.08 mm,0.04 mm,0.02 mm,4、波长对条纹的影响,越大，越大，衍射效应越明显.,5、单缝衍射的动态变化,单缝上移，零级明纹仍在透镜光轴上.,单缝上下微小移动，根据透镜成像原理衍射图不变.,例 波长为546 nm的平行光垂直照射在 a=0.437 mm的单缝上，缝后有焦距为40 cm的凸透镜，求透镜焦平面上出现的衍射中央明纹的宽度。,解：,例、一束波长为=5000的平行光垂直照射在一个单缝上。(2)如果所用的单缝的宽度a=0.5mm，缝后紧挨着的薄透镜焦距f=1m，求：(a)中央明条纹的角宽度；(b)中央亮纹的线宽度；(c)第一级与第二级暗纹的距离；,(a),(b),(c),例、一束波长为=5000的平行光垂直照射在一个单缝上。a=0.5mm，f=1m(3)如果在屏幕上离中央亮纹中心为x=3.5mm处的P点为一亮纹，试求(a)该P处亮纹的级数；(b)从P处看，对该光波而言，狭缝处的波阵面可分割成几个半波带？,(b)当k=3时，光程差,狭缝处波阵面可分成7个半波带。,10.3 圆孔衍射 光学仪器分辨本领,一、圆孔衍射,第一暗环所围成的中央光斑称为爱里斑,爱里斑半径d/2 对透镜光心的张角称为爱里斑的半角宽度,点光源经过光学仪器的小圆孔后，由于衍射的影响，所成的象不是一个点而是一个明暗相间的圆形光斑。,二、光学仪器的分辨率,若两物点距离很近，对应的两个爱里斑可能部分重叠而不易分辨,瑞利判据：如果一个点光源的衍射图象的中央最亮处刚好与另一个点光源的衍射图象第一个最暗处相重合，认为这两个点光源恰好能为这一光学仪器所分辨。,在恰能分辨时，两个点光源在透镜前所张的角度，称为最小分辨角0，等于爱里斑的半角宽度。,D为光学仪器的透光孔径,最小分辨角的倒数 称为光学仪器的分辨率,