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单缝衍射与圆孔衍射.ppt


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文档列表 文档介绍
惠更斯—菲涅耳原理
单缝衍射与圆孔衍射
1. 光的衍射现象
衍射现象是否明显,取决于障碍物尺度与波长的对比。波长越大,障碍物越小,衍射越明显。


2. 惠更斯—菲涅耳原理
同一波前上的各点发出的子波都是相干波;各子波在空间某点的相干叠加,决定了该点波的强度。
惠更斯原理只解决了衍射波的传播方向问题,没有考虑各子波之间的相干性。1815年10月,法国物理学家菲涅耳对惠更斯原理作出了重要发展:
菲涅耳用下面方法得到了各子波相干叠加的计算公式,即菲涅耳积分。
设波面 S 的初相为零,其上面元 dS 在 P 点引起的振动为:
取决于波面上 dS 处的波强度。
叫倾斜因子,它随的增加而单调减小,且有:
这一结果等于假定子波不向后传播。这一点是菲涅耳对惠更斯原理的重要修改。
最后得到 P 点的光强度公式:
对于一般的衍射问题,用菲涅耳积分计算
相当复杂,实际中常用半波带法和振幅矢量
法进行简化分析。
光源O 、观察屏E(或二者之一) 到衍射屏 S 的距离为有限远的衍射,称为菲涅耳衍射,也叫近场衍射。
3. 衍射分类
光源 O、观察屏 E 到衍射屏 S 距离均为无穷远的衍射,称为夫琅和费衍射,也叫远场衍射。
( 菲涅耳衍射)
( 夫琅和费衍射)
夫琅和费单缝衍射
1. 衍射装置及衍射图样
(单缝衍射条纹)
(1)明纹相对较宽,暗纹则很窄;
(2)中央明纹最亮,宽度大约是其它明纹宽度的 2 倍。
夫琅和费单缝衍射的特点是:
2. 衍射极大和衍射极小
半波带
λ|2
半波带
λ|2
两个半波带相应位置的光线两两相消,
方向的衍射光线经透镜会聚后形成暗纹。依此类推,凡分为偶数个半波带时都将形成暗纹。
夫琅和费单缝衍射暗纹条件:

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  • 时间2017-07-05