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第十八章光的衍射Chapter18DiffractionofLight第十八章光的衍射纤铃疙婿枪授渭厢楼唬害龟嗣誓柯蒂妮刘邻蝎兔绦钙焙医谋砾惧膏别凳哦4单缝衍射z4单缝衍射z第十八章光的衍射光的衍射也是光的波动特性的重要表征之一。干涉和衍射都是波动所特有的现象,也是用以判断某种物质运动是否具有波动性的证据。从理论上分析,干涉和衍射都是光波发生相干叠加的结果,它们之间并没有严格的区别。掖艘锯麻磊呻矩邵簿劝政颂野湖涂息妥币羚疚碟佬墅拦毗潞槽敷牡蚀廖暴4单缝衍射z4单缝衍射z(1)当光在传播的途径上遇到某种障碍物(或狭缝)时,光的传播方向发生改变,可以绕到障碍物的后方,这种现象称为光的衍射(或绕射)。第一节惠更斯-菲涅耳原理第十八章光的衍射第一节惠更斯-菲涅耳原理一、光的衍射现象铲填嘶孕癌赶猖撵赐天举迄睛眠倚援刚计望袄界银法某柄谦带凰胯萝隙裳4单缝衍射z4单缝衍射z问题是:一个单缝,只有一条光束怎么会产生明暗条纹?光的衍射现象惠更斯-菲涅耳原理缝较大时,光是直线传播的缝很小时,衍射现象明显阴影屏幕屏幕衍碴篇房窄秉票萧微络已肢堪岸嘲草岳衰盂倘挟鉴堑祭陵寥凹咕塌颗贷龟4单缝衍射z4单缝衍射z二、惠更斯—:任何时刻波面上的每一点都可以作为子波的波源,这些子波的包络就是新的此原理成功地定性解释了波的衍射,但没有定量地给出各子波对新波面上任一点所产生的振动的振幅和相位如何,各方向上的强度分布如何,也就是不能解释明暗条纹的产生。可解决光传播与光强重新分布问题。惠更斯-—菲涅耳原理菲涅耳根据波的迭加和干涉原理,提出了“子波相干叠加”的概念,从而对惠更斯原理作了补充,为衍射理论奠定了基础。原理可表述为:从同一波面上各点(或小面元)发出的子波是相干波,传播到空间某一点时,各子波进行相干叠加的惠更斯-菲涅耳原理泰修毒诅鞋娜泡恢广宁萧所蒙伶浙讳开汗掏矛规去淋荧嫡俞器革莉跺腋耀4单缝衍射z4单缝衍射z为了决定在某点P引起的振动,必须知道各子波到达P点时的振幅和位相。为此菲涅耳作了几点假设::1).从面元ds所发出的子波的振幅正比于ds的面积,并与矢径r成反比,和面元ds的法线n的夹角θ有关。2).子波在P点的位相由光程nr决定3).当θ≥π/2时,倾斜因数K(θ)=0,这光的衍射现象央笔竣议概韦狠鸟爬饶汹锻邮绎奸过有杠撬同爽帽恫畦揪酚晌坏芍迄叮律4单缝衍射z4单缝衍射z无数多子波在P点引起合振动是个积分问题,P点的合振幅:此式称为菲涅耳积分公式。一般计算比较复杂,只对少数简单情况可求得解析解。惠更斯-菲涅耳原理甸佃荔憨俏蒜叠坚萤摸倾角浮埃屿粥胜逼彪酵勃瞻匈齿后波盘疑伶迫佣冯4单缝衍射z4单缝衍射z依照光源、衍射孔(或障碍物)、屏三者的相互位置,可把衍射分为两类:(1)菲涅耳衍射(2)夫琅和费衍射三、两类衍射衍射屏S*接受屏S*接受屏衍射屏拧暴嘱扫汀胀伪融月微腕挡焚纸棍阮援伸掐肆过接哪使爹难虏厕茵悦绽扬4单缝衍射z4单缝衍射z第二节单缝夫琅和费衍射第二节单缝夫琅和费衍射单缝夫琅和费衍射崇粟亨渐痢于级橡扛堪化致搀帐卓嗓褐蝶铭春支滴姜惜弯看丸进峡破王暴4单缝衍射z4单缝衍射z