《大学物理》11.6-单缝夫琅和费衍射.ppt

个人情况
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姓名：郑联慧
学校：光电技术研究所
专业：光学工程（0803）
学历：博士研究生
研究方向：光谱仪器
导师：饶长辉研究员，邱琪教授
单缝夫琅和费衍射
1、实验装置
I
S
f
L′
K
L
f
O
E
单色平行光通过缝隙 a 射到 光屏上，当a 小到一定程度时，光屏上出现一系列亮暗相间的条纹，称为单缝夫琅禾费衍射图样。
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特征二：缝b越小，条纹越宽（即衍射越厉害）
单缝衍射花样的主要特征：
单缝衍射花样照片
特征一：中央有一特别明亮的亮纹，两侧有一些强度较小的亮纹，中央亮纹宽度是其他亮纹宽度的两倍；其他亮纹的宽度相同；亮度逐级下降.
特征三：波长越大，条纹越宽。
如何解释这些实验规律？
屏幕
屏幕
方法：菲涅尔半波带法和菲涅尔积分法
将衍射光束分成一组一组的平行光，每组平行光的衍射角（与原入射方向的夹角）相同
A
B
f
x
C


P
2、菲涅耳半波带法
λ
2

λ
2
λ
2
λ
2
a
sin

相邻平面间的距离是入射单色光的半波长
任何两个相邻波带上对应点所发出的光线到达BC平面的光程差均为半波长（即位相差为） ，在P点会聚时将一一抵消。
φ
.
A
A
A
B
C
a
x
f
φ
1
2
λ
2
.
.
.
.
.
A
3
P
.
.
.
AB面分成偶数个半波带，出现暗纹
A
A
A
B
C
a
x
f
φ
1
2
φ
λ
2
λ
2
λ
2
.
.
.
.
.
P
AB面分成奇数个半波带，出现亮纹
.
.
结论：分成偶数半波带为暗纹。
分成奇数半波带为明纹。
正、负号表示衍射条纹对称分布于中央明纹的两侧
对于任意衍射角，单缝不能分成整数个半波带，在屏幕上光强介于最明与最暗之间。
讨论
1. 光强分布
当 角增加时，半波带数增加，未被抵消的半波带面积减少，所以光强变小；
另外，当：
当  增加时,为什么光强的极大值迅速衰减？
中央两侧第一暗条纹之间的区域，称做零极（或中央）明条纹，它满足条件：
2. 中央亮纹宽度