光的单缝衍.ppt

D)对光强进行测量利用夫琅和费衍射的分布规律实现微小长度的测量(计算缝的宽度或入射光波长等)实验原理光的衍射分为菲涅耳衍射和夫琅和费衍射。菲涅耳衍射(近场衍射):衍射物与光源和接收屏的间距为有限远。夫琅和费衍射(远场衍射):衍射物与光源和接收屏的距离都是无穷远。在实验室条件下,用激光作为光源(激光的光束细、方向性好、亮度高,可看作是平行光),将观察屏放在较远处(使其与缝的距离远远大于缝宽),就可以满足夫琅和费的远场条件。夫琅和费单缝衍射:缝宽aP0点位于光轴上,是中央亮纹的中心,其光强为I0;与光轴成θ角的衍射光束落在P点,夫琅和费单缝衍射光强分布规律为:根据光强分布规律可知:(1)u=0,即衍射角θ=0时,P处的光强I=I0为最大值,称中央主极大。(2)u=kπ,即衍射角θ满足asinθ=kλ()时,I=0为极小值,即P处出现暗纹。k为级次。θ角很小,第k级暗纹所对应的衍射角可表示为:()若第k级极小值与中心点P0的距离为xk,则第k级暗纹所对应的衍射角为:()(3)时,中央主极大两侧暗纹间的角宽度(中央亮纹的角宽度)为:其他任意相邻暗纹间的角宽度为:(4)次极大值的位置在处,其相对光强I/,,,…。夫琅和费单缝衍射图样的特点:中央主极大亮纹宽度是各级次极大亮纹宽度的两倍;中央主极大两侧的各级极小是等间隔的、次极大是不等间隔的;绝大部分光能落在中央亮纹上。中央主极大两侧一级极小的间隔:L:D光敏面)的距离夫琅和费多缝衍射:缝宽a,缝距a+b(中间不透光部分的宽度为b)。:单缝衍射调制的双缝干涉;双缝衍射的相对光强是单缝衍射光强因子与双缝干涉光强因子的乘积。其中:,相邻的亮纹(或暗纹)的间隔为:L:D光敏面)的距离,k::单缝衍射调制的N缝干涉;N缝衍射的相对光强是单缝衍射光强因子与N缝干涉光强因子的乘积。相邻的主极大亮纹之间有N-1条暗纹。相邻暗纹之间有一个次极大,即相邻的主极大之间有N–2个次极大。相邻的主极大亮纹的间隔:L:D光敏面)的距离k:,合光强为零,干涉极大消失,出现缺级现象:缺级出现的级次为::平行、等宽且等间距的多狭缝。光栅衍射:狭缝的数目增加时,衍射图样的主极大亮条纹变细变亮,次极大数目增多,光强减弱;通常光栅的狭缝数都是很大的,因此,次极大光强很弱,实际上是观察不到的。