17-9单缝的夫琅禾费衍射.ppt

§ 17-9 单缝的夫琅禾费衍射§ 17-9 单缝的夫琅禾费衍射 : 缝宽 a AB ? S: 单色线光源?: 衍射角* Sf f? a ??透镜 L?透镜 L· pA B 缝平面观察屏 0δ?? sin a?00????, ——中央明纹(中心) 单缝的两条边缘光束 A→P 和B→P 的光程差, 可由图示的几何关系得到: 单缝的夫琅禾费衍射单缝的夫琅禾费衍射 2. 单缝夫琅禾费衍射的光程差计算 2. 单缝夫琅禾费衍射的光程差计算* Sf f? a ??· pA B0δ a θ 1′ 2BA 半波带半波带 12′两相邻半波带上对应点发的光在 P 处干涉相消形成暗纹。λ/2 半波带半波带 121′ 2′?当时,可将缝分为两个“半波带”??? sin a 菲涅耳半波带法 3. 衍射图样的讨论 3. 衍射图样的讨论在波阵面上截取一个条状带,使它上下两边缘发的光在屏上 p处的光程差为,此带称为半波带。λ/2 单缝的夫琅禾费衍射单缝的夫琅禾费衍射?当时,可将缝分成三个“半波带”??2 3 sin ?a P 处近似为明纹中心 aλ/2 θ BA?当时,可将缝分成四个“半波带”??2 sin ?a a BA θλ/2 P 处干涉相消形成暗纹单缝的夫琅禾费衍射单缝的夫琅禾费衍射…,3,2,1 sin ???kka??——暗纹…,3,2,12 )12( sin??????kka ??——明纹(中心)0 sin ??a ——中央明纹(中心) 上述暗纹和中央明纹(中心)的位置是准确的,其余明纹中心的实际位置较上稍有偏离。 明暗纹条件由半波带法可得明暗纹条件为: 单缝的夫琅禾费衍射单缝的夫琅禾费衍射 衍射图样衍射图样中各级条纹的相对光强如图所示. ?/a -(?/a) 2(?/a) -2( ?/a) 1 I / I 0 0 相对光强曲线 sin ?中央极大值对应的明条纹称中央明纹。中央极大值两侧的其他明条纹称次极大。中央极大值两侧的各极小值称暗纹。单缝的夫琅禾费衍射单缝的夫琅禾费衍射 a??? 1 (1)明纹宽度λΔxI 0 x 1x 2衍射屏透镜观测屏Δx 0f ? 10???? A. 中央明纹当时, 1 级暗纹对应的衍射角??? a??ka?? sin 由11 sin ???得: 单缝的夫琅禾费衍射单缝的夫琅禾费衍射角宽度为 a ???22 10???线宽度为 aa fffx ??????????22 tg2 110 (1)明纹宽度λΔxI 0 x 1x 2衍射屏透镜观测屏Δx 0f ? 10???? B. 次极大 02 1xa fx?????前提仍然是?很小单缝的夫琅禾费衍射单缝的夫琅禾费衍射(2)缝宽变化对条纹的影响 a fxx ????? 02 1 知,缝宽越小,条纹宽度越宽,此时屏幕呈一片明亮; I 0 sin ?∴几何光学是波动光学在?/a?0时的极限情形此时屏幕上只显出单一的明条纹??单缝的几何光学像。当时,0? a?, 0??x 当时,?? a????x由单缝的夫琅禾费衍射单缝的夫琅禾费衍射(3)波长对条纹宽度的影响???x 波长越长,条纹宽度越宽。 a fxx ????? 02 1 仍由知单缝的夫琅禾费衍射单缝的夫琅禾费衍射