大学物理 第十二章 波动光学2-课件（ppt·精·选）.ppt

光的衍射(Diffraction of light)
§12-7 衍射现象、惠更斯—菲涅耳原理
一、光的衍射现象
光波在传播过程中遇到障碍物(其线度比光波长大得不多)时,能够绕过障碍物的边缘前进,这种偏离直线传播的现象称为衍射。
在衍射中,不只是光波的绕弯传播,光波场中的能量也将重新分布,产生明暗相间的衍射条纹。
光源
障碍物
接收屏
光源
障碍物
接收屏
二. 衍射的分类
菲涅耳衍射
夫琅和费衍射
光源—障碍物—接收屏距离为有限远。
光源—障碍物—接收屏距离为无限远。
三、惠更斯—菲涅耳原理
菲涅耳补充:从同一波阵面上各点发出的子波是相干波。
——1818年
惠更斯: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。
——1690年
解释不了光强分布!
§12-8 夫琅禾费单狭缝衍射
一、实验装置和衍射图样
透镜
透镜
狭缝
光源
两条边缘衍射线之间的光程差为:
P处条纹的明暗完全取决于光程差BC的量值。
菲涅耳将AB处波阵面分成许多等面积的波带——半波带.
d
f
a
透镜 L
·
B
A
缝平面
观察屏
P0
P
c
二、菲涅耳半波带法
当光程差= a sin= 2×/2 时,
如图所示,可将缝分成了两个“半波带”:
两个“半波带”上相应的光线1与1´在P点的相位差为,
-----衍射角.
a
θ
1′
2
A
B
半波带
半波带
1
2′
λ/2
半波带
半波带
1
2
1′
2′
所以两个“半波带”上发的光,在 P 点处干涉相消,
就形成第一条暗纹。
两个“半波带”上相应的光线2与2´在P点的相位差为,
当再,=3/2时,可将缝分成三个“半波带”,
a
λ/ 2
B
A
θ
θ
a
B
A
λ/ 2
其中两个相邻的半波带发的光在 P 点处干涉相消,
剩一个“半波带”发的光在 P 点处合成,P点处即为
中央亮纹旁边的那条亮纹的中心。
三、单缝衍射明暗条纹条件
——暗纹
——明纹(中心)
由半波带法可得明暗纹条件为:
——中央明纹中心

衍射图样中各级条纹的相对光强如图所示.
/a
-(/a)
2(/a)
-2(/a)


1
I / I0
0
相对光强曲线


sin
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。
1、光强
2、明暗纹中心位置坐标
中央明纹
x
O
(2)明纹中心位置坐标
再由
得
(1)中央明纹中心位置 x=0