单缝衍射.ppt

圆孔衍射
单缝衍射
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光通过尺寸比光的波长大得不多的障碍物时,不再遵循直线传播规律,会传到障碍物阴影区去,并形成明暗相间的条纹—光的衍射现象。
§12-4 光的衍射
12-4-1 光的衍射现象
: (子波波源)
子波在点引起的振动振幅并与有关.
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同一波面上各点发出的子波是相干波,在传播到空间某一点时,各子波相干叠加的结果,决定了该处的波振幅。—惠更斯—菲涅耳原理
12-4-2 惠更斯-菲涅耳原理
菲涅耳像
Augustin Jean Fresnel
(1788-1827)
菲涅耳
法国物理学家,曾任土木工程师,1814年开始研究光学,1823年被选为巴黎科学院院士,1825年被选为英国皇家学会会员。菲涅耳独立提出光的波动说,完成了光是横波的理论。他发展了惠更斯原理,提出了子波干涉的思想。对光的偏振和双折射现象、旋光理论都有深刻的研究。是19世纪波动光学的集大成者。
菲涅耳简介
。1818年他在法国科学院悬赏征文中一举成名。在法国著名科学家阿喇戈的鼓励下,年轻的菲涅耳勇敢地提出自己的论文。评委会委员泊松就菲涅耳的理论算出小圆盘阴影后方中心应为亮点,认为这违反光的直进原理,是不可能的。但在竟赛的关键时刻,菲涅尔果真用实验证实了亮点的存在。在事实面前泊松等人只好认输,后来人们为纪念在这一问题上泊松的失误,把这阴影中心的亮点称为“泊松亮点”。巴黎科学院把最佳论文奖授予菲涅耳,这样光的波动说赢得了第一回合的胜利。
三菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射
夫琅禾费衍射
光源、屏与缝相距无限远
缝
在实验中实现
夫琅禾费衍射
菲涅尔衍射
缝
光源、屏与缝相距有限远
衍射角
一单缝衍射的装置
12-4-3 夫琅禾费单缝衍射
缝长
二菲涅尔半波带法
⑴ N为偶数,设 N=2
N可为整数(偶数、奇数),也可为非整数。
光程差
半波带数
相邻半波带各对应点光线的光程差为,即位相差为,光线在Q点干涉相消,光强为零,呈暗纹。
⑵ N为奇数,设 N=3
相邻半波带发出的光线两两干涉相消,剩下一半波带发出的光未被抵消,Q点呈明纹。
⑶ N为非整数,Q点光强介于最大与最小之间,仍在明段之上,但不是明段的中心点。
干涉相消(暗纹)
干涉加强(明纹)
(介于明暗之间)
中央明纹中心
三单缝衍射明暗纹公式
光强分布曲线
四讨论:
⑴明暗条纹以中央明纹为中心两边对称分布。
同一缝宽,半波带面积愈小,明纹光强随衍射级次的增大而减小。
半波带数
增大,N增大,