光栅衍射现象衍射光栅.ppt

光栅衍射现象衍射光栅
光栅衍射现象衍射光栅光栅衍射现象衍射光栅第1节 惠更斯-菲涅耳原理一、惠更斯-费涅耳原理惠更斯原理： 波面上的任一点都可以看作能向外发射子波的新波源，波的前方空间某一点P的振动就是到达该点的所有子波的相干叠加。 波前上每一点都可以看作是发出球面子波的新波源，这些子波的包络面就是下一时刻的波前。 惠更斯-菲涅耳原理:
第1节 惠更斯-菲涅耳原理
一、惠更斯-费涅耳原理
惠更斯原理：
波面上的任一点都可以看作能向外发射子波的新波源，波的前方空间某一点P的振动就是到达该点的所有子波的相干叠加。
波前上每一点都可以看作是发出球面子波的新波源，这些子波的包络面就是下一时刻的波前。
惠更斯-菲涅耳原理:
面元 dS 处的振动媒质在P点引起的振动：
式中: C 为比例系数，K(θ)是随θ变化的函数，r 是 P 点到面元 dS 的距离。
P点的光振动为：
缝较大时，光是直线传播的
缝很小时，衍射现象明显
阴
影
屏幕
屏幕
二、光的衍射现象及其分类
光源
障碍物
接收屏
光源
障碍物
接收屏
衍射的分类:
菲涅耳衍射 :
夫琅禾费衍射 :
衍射系统由光源、衍射屏、接收屏组成。
当光源与观察屏(或其中之一)离障碍物为有限远时产生的衍射。
当光源和观察屏离障碍物的距离都为无限远时所产生的衍射。
S
*
单缝衍射实验装置
屏幕
第2节 夫琅禾费单缝衍射
宽度远小于长度的矩形狭缝，称为单缝。
一、 菲涅耳半波带
A
B
f
x
C


P
单缝两端点A和B发出两条光线到达P点的光程差 ：
衍射角不同，最大光程差也不同，P点位置不同，光的强度分布取决于最大光程差
将单缝上的波阵面划分为若干面积相等的部分，若每部分最边缘的两条光线到屏上的光程差 ，这样的波带称半波带。
λ
2

λ
2
λ
2
λ
2
a
sin

AB面可以分成多少个半波带由下式确定:
式中:
m为半波带数目。
二、明纹和暗纹公式
PO点的干涉相互加强，出现明纹。
A
B
f
1、中央明纹
菲涅耳半波带法
λ
2

λ
2
λ
2
λ
2
a
sin

两个相邻的半波带上对应点发出的子波会聚于P点时，其光程差恰好为λ/2，因此干涉相消。