佛光,是“佛祖显灵”还是自然奇观?佛光曾出现在泰山、峨眉山、庐山等地,游客发现:在云雾漫漫的山中,当阳光普照时,突然就会出现一圈七彩光环,在光环中央能清晰地看到一个黑色的影子,有头有身,如同一尊“佛祖”正在打坐。有趣的是,游客的头摇一摇,“佛祖”的头也会跟着相应的变化,周围游客每个人看到的佛影的变化也都和自己的动作有关,而佛光里却始终只有一个佛影。 佛家认为,只有与佛有缘的人才能看到佛光,因为佛光是从佛的眉宇间放射出的救世之光,吉祥之光。真的是这样吗?
其实佛光并不神秘,它只是一种特殊气候和地理环境下形成的光学现象。如何解释佛光的形成机理呢?我们一起寻找答案吧!
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第十三章光的衍射
本章教学内容:
光的衍射现象和惠更斯-菲涅耳原理
单缝夫琅禾费衍射
光栅夫琅禾费衍射
X射线在晶体上的衍射
光学仪器的像分辨本领
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基本要求
第十三章光的衍射
掌握单缝夫琅禾费衍射的分析方法(半波带法和振幅矢量叠加法)与条纹分布规律
2. 掌握光栅夫琅禾费衍射的分析方法与条纹分布规律
3. 了解X射线在晶体上的衍射
4. 理解圆孔衍射和光学仪器的像分辨本领
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波的叠加原理
干涉现象
惠更斯-菲涅耳原理
衍射现象
二者关系?
1. 衍射现象
光偏离直线传播路径进入几何阴影区,并形成光强非均匀稳定分布。
波遇到障碍物时,绕过障碍物进入几何阴影区。
-菲涅耳原理
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-菲涅耳原理
成功:可解释衍射成因,用几何法作出新的波面,推导反射、折射定律
不足:不能定量说明衍射波的强度分布
1)惠更斯原理
波面上的每一点均为发射子波的波源,这些子波的包络面即新的波阵面
障碍物
入射波
衍射波
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球面波
平面波
介质中波动传播到的各点都可以看作是发射子波的波源,而在其后的任意时刻,这些子波的包络就是新的波前.
惠更斯原理
O
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2)菲涅耳原理
对子波的振幅和相位作了定量描述
波面上各面元——子波源
r
P
S
dS
n
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空间任一点振动为所有子波在该点相干叠加的结果
合振动:
衍射本质:
子波的相干叠加
有限个分立相干波叠加——干涉
无限多个连续分布子波源相干叠加——衍射
倾斜因子:
子波:
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3. 衍射分类
菲涅耳衍射(近场衍射):
夫琅和费衍射(远场衍射):
波源————障碍物————屏
无限远
无限远
即平行光衍射
信息光学(现代光学分支)
(或二者之一有限远)
波源————障碍物————屏
距离
有限
距离
有限
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