大学物理下册第十四章 光的衍射.ppt

三角形孔夫琅禾费衍射图像
第二部分 光的衍射
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§14-14 晶体对X-射线的衍射
§14-13 光学仪器的分辨本领
§14-12 衍射光栅
§14-11 单缝衍射
§14-10 光的衍射现象 惠更斯--菲涅耳原理
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教学基本要求
1. 了解惠更斯- 菲涅耳原理。
3. 理解光栅衍射公式。会确定光栅衍射谱线的位置。会分析光栅常数及波长对光栅衍射谱线分布的影响。
2. 理解分析夫琅禾费衍射暗纹分布规律的方法。会分析缝宽及波长对衍射条纹分布的影响。
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一. 光的衍射现象
显示屏
几何 阴影区
几何 阴影区
s
b
遇到障碍物时，光偏离了直线传播而到达几何影内的现象，称为光的衍射现象。
当缝宽缩小到一定程度( mm以下)时，光带增大，并出现明暗相间的条纹
一般障碍物的线度比光的波长大很多，衍射现象不容易看到，仍表现为沿直线传播
s
b
§14-10 光的衍射现象 惠更斯-菲涅耳原理
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各种衍射现象
中央亮点
入射光
圆盘衍射
中央亮点
剃须刀片衍射
指缝衍射
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菲涅耳衍射 光源和光屏或者两者之一离障碍物的距离为有限远时产生的衍射
菲涅耳衍射
二. 菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射
S
光屏
光源
衍射孔或缝
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夫琅禾费衍射 光源和屏离障碍物的距离均为无限远时所产生的衍射
夫琅禾费衍射
透镜L1
透镜L2
S
光源
障碍物
来自无限远
射向无限远
光屏
障碍物
具体实现
焦点位置
焦面位置
下面只讨论夫琅禾费衍射
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惠更斯提出：介质中波传播到的各点都可以看成产生新子波的波源——可定性解释衍射现象
干涉现象与衍射现象的异同
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传播到空间某一点时，该点的振动是这些子波在该点相干、叠加的结果——可由某时刻波阵面计算下一时刻某点的振动，解释明暗条纹的形成
干涉 不连续分布光源（或波阵面）产生的相干、叠加结果
衍射 连续分布的光源（或波阵面）产生的相干、叠加结果
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根据惠更斯原理，波阵面S 上面积元 dS 在 P点引起的振动可写为
K()为  的函数，为波的圆频率，为波长。
S
dS
P

波阵面
根据惠更斯—菲涅耳原理，P 点的振动等于S 面的所有面积元所引起的振动的叠加
法向
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一. 单缝衍射装置及衍射图样
点光源衍射图样
缝光源衍射图样
单缝夫琅禾费衍射装置
S
透镜L1
透镜L2
点光源
单缝
衍射图样
光屏
焦点位置
焦面位置
y
x
主光轴方向
z
§14-11 单缝衍射
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