夫琅禾费衍射课件.ppt

《夫琅禾费衍射课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第15章波的衍射北极光本章内容15.1光的衍射现象惠更斯-菲涅耳原理15.3衍射光栅15.2单缝衍射（单缝的夫琅和费衍射）§15.1光的衍射现象惠更斯-菲涅耳原理一.光的衍射现象1.现象衍射屏观察屏2.衍射光在传播过程中绕过障碍物的边缘而偏离直线传播的现象衍射现象是否明显取决于障碍物线度与波长的对比，波长越大，障碍物越小，衍射越明显。说明光源(剃须刀边缘衍射)二.惠更斯—菲涅耳原理同一波前上的各点发出的都是相干次波。设初相为零,面积为s的波面Q，其上面元ds在P点引起的振动为各次波在空间某点的相干叠加，就决定了该点波的强度。1.原理内容

2、2.原理数学表达取决于波面上ds处的波强度,为倾斜因子.••P处波的强度说明(1)对于一般衍射问题，用积分计算相当复杂，实际中常用半波带法和振幅矢量法分析。(2)惠更斯—菲涅耳原理在惠更斯原理的基础上给出了次波源在传播过程中的振幅变化及位相关系。(远场衍射)2.夫琅禾费衍射(近场衍射)1.菲涅耳衍射三.光的衍射分类无限远光源无限远相遇光源O,观察屏E(或二者之一)到衍射屏S的距离为有限的衍射，如图所示。光源O,观察屏E到衍射屏S的距离均为无穷远的衍射，如图所示。(菲涅耳衍射)(夫琅禾费衍射)·*§15.2单缝衍射（单缝的夫琅禾费衍射）一

3、.典型装置(单缝夫琅禾费衍射典型装置)的光程差二.菲涅耳半波带法1.衍射暗纹、明纹条件——中央明纹•(a为缝AB的宽度)此时缝分为两个“半波带”,P为暗纹。暗纹条件半波带半波带P为明纹。此时缝分成三个“半波带”,明纹条件••λ

4、2λ

5、2λ

6、2λ

7、2λ

8、2λ

9、2λ

10、2λ

11、2λ

12、2(1)得到的暗纹和中央明纹位置精确,其它明纹位置只是近似(2)单缝衍射和双缝干涉条纹比较。单缝衍射条纹双缝干涉条纹说明2.单缝衍射明纹角宽度和线宽度衍射屏透镜观测屏中央明纹角宽度线宽度角宽度相邻两暗纹中心对应的衍射角之差线宽度观察屏上相邻两暗纹中心的间距第k级明纹

13、角宽度请写出线宽度(1)波长越长，缝宽越小,条纹宽度越宽。波动光学退化到几何光学。观察屏上不出现暗纹。讨论(2)(4)缝位置变化不影响条纹位置分布(3)(单缝夫琅禾费衍射典型装置)·求对于暗纹有则如图示，设有一波长为的单色平面波沿着与缝平面的法线成角的方向入射到宽为a的单缝AB上。解在狭缝两个边缘处，衍射角为的两光的光程差为例写出各级暗条纹对应的衍射角所满足的条件。三.光学仪器的分辨本领1.圆孔的夫琅禾费衍射孔径为D衍射屏中央亮斑(爱里斑)2.透镜的分辩本领几何光学物点相对光强曲线经圆孔衍射后,一个点光源对应一个爱里斑波动光学物

14、点一一对应像点一一对应像斑爱里斑的半角宽度为瑞利判据:对于两个等光强的非相干物点,如果一个像斑中心恰好落在另一像斑的边缘(第一暗纹处),则此两像被认为是刚好能分辨。此时两像斑中心角距离为最小分辨角可分辨刚可分辨不可分辨眼睛的最小分辨角为设人离车的距离为S时，恰能分辨这两盏灯。取在迎面驶来的汽车上，两盏前灯相距120cm，设夜间人眼瞳孔直径为5.0mm，入射光波为550nm。例人在离汽车多远的地方，眼睛恰能分辨这两盏灯？求解d=120cmS由题意有观察者