物理学20(衍射1)汇.ppt

1第十三章光的衍射 单缝夫琅和费衍射一、光的衍射衍射(绕射)现象是指波绕过障碍物而传播的现象, 衍射现象是波的重要特征之一。机械波(声波)衍射现象---门后听见说话声 m 10 ~ 2?波的衍射现象是否显著与波长的大小有关。波长越大、效果越显著; 光波的波长较小,光的衍射现象较难观察到。 m 10 ~ 3?电磁波(长波段无线电波) ---绕过高山传播 1、衍射现象 2 (1)、单缝的衍射现象(2)、圆孔的衍射现象爱里斑(3)、圆盘的衍射泊松斑 3从同一波阵面上各点发出的子波是相干波。光波阵面上每一点都可以看作新的子波源,以后任意时刻,这些子波的包迹就是该时刻的波阵面。解释不了光强分布! 2、光衍射现象的解释惠更斯: —1690 年菲涅耳补充: —1818 年(惠更斯—菲涅耳原理)4 (1)、菲涅耳衍射(近场衍射) ---光源或观察屏离衍射屏的距离为有限远。(2)、夫琅和费衍射(远场衍射) ---光源和观察屏离衍射屏的距离都为无限远。 3、光的衍射分类: 衍射屏观察屏 rR ?s光源为夫琅和费衍射,否则为菲涅耳衍射。?? r ?? R同时 5 夫琅和费衍射的实现衍射屏观察屏?s光源 6 f P 点的光强取决于狭缝上各子波源到 P点的光程差。二、单缝夫琅和费衍射实验方法: 分析屏上的光强分布用半波带法! P??a xo7 菲涅耳半波带法 AB 间各子波源至 O点的光程相等,在 O点干涉加强,形成中央明纹( 0级明纹)。(1) 、屏上 O 点 of AB ???????中央明纹 2k?1k?1k?8 AB ?C (2)、屏上 P 点至 AB 间各子波源的最大光程差?? sin a BC ?? Pf AB ????????9 ???? BC 当满足可将单缝 AB 分成两部分 AM 、 BM AM 称为一个半波带 BM 也称为一个半波带相邻的两个半波带发出的光在 P点干涉相消, 此时 P 点为暗条纹中心( 1级暗纹) 121 ?2 ? M AB ?C ???????2 ?2 ?10 分成三个半波带,相邻两个相消,剩下一个半波带不抵消,形成 1级明纹, 比中央明纹弱。 2 3 sin a BC ?????????2 sin a BC???分成四个半波带,相邻两个相消,形成 2 级暗纹。?a2 ? B C2 ??aB C