大學(xué)物理14光學(xué)

1、 大學(xué)物理大學(xué)物理 11-6 光的衍射光的衍射 Diffraction of Light理學(xué)院物理系 王 強2022年2月25日星期五第第1111章章 光學(xué)光學(xué)11-6 11-6 光的衍射光的衍射 Diffraction of Light一、波的衍射現(xiàn)象一、波的衍射現(xiàn)象 Diffraction Phenomena of Wave 波在傳播過程中，遇到障礙物后不沿直線傳波在傳播過程中，遇到障礙物后不沿直線傳播而向各方向繞射的現(xiàn)象。播而向各方向繞射的現(xiàn)象。二、光的衍射現(xiàn)象二、光的衍射現(xiàn)象 Diffraction Phenomena of Light 當(dāng)光遇到小的障礙物（小孔、金屬細線）時，也當(dāng)光遇

2、到小的障礙物（小孔、金屬細線）時，也出現(xiàn)偏離直線傳播而進入幾何陰影區(qū)，并在屏幕上出出現(xiàn)偏離直線傳播而進入幾何陰影區(qū)，并在屏幕上出現(xiàn)現(xiàn)光強不均勻分布光強不均勻分布的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。 說明光是波動說明光是波動 大學(xué)物理大學(xué)物理 11-6 光的衍射光的衍射 Diffraction of Light理學(xué)院物理系 王 強2022年2月25日星期五第第1111章章 光學(xué)光學(xué)11-6 11-6 光的衍射光的衍射 Diffraction of Light 大學(xué)物理大學(xué)物理 11-6 光的衍射光的衍射 Diffraction of Light理學(xué)院物理系 王 強2022年2月25日星期五第第1111章章 光學(xué)光學(xué)

3、夫夫 瑯瑯 禾禾 費費 衍衍 射射光源與縫、屏與縫相距光源與縫、屏與縫相距無限遠無限遠縫縫1L2L在實驗中實現(xiàn)在實驗中實現(xiàn)夫瑯禾費衍射夫瑯禾費衍射SRP菲菲 涅涅 爾爾 衍衍 射射縫縫PS 光源與縫或屏與縫相距光源與縫或屏與縫相距有限遠有限遠 大學(xué)物理大學(xué)物理 11-6 光的衍射光的衍射 Diffraction of Light理學(xué)院物理系 王 強2022年2月25日星期五第第1111章章 光學(xué)光學(xué)三、三、惠更斯原理惠更斯原理 Huygens Principle 波陣面波陣面( (波前波前) )上的每一點都可視為發(fā)射上的每一點都可視為發(fā)射次波次波( (子波子波) )的波源，在其后的任一時刻，這

4、些的波源，在其后的任一時刻，這些次波次波( (子波子波) )的的包絡(luò)包絡(luò)面面就是就是該時刻的波陣面（波前）該時刻的波陣面（波前）。 大學(xué)物理大學(xué)物理 11-6 光的衍射光的衍射 Diffraction of Light理學(xué)院物理系 王 強2022年2月25日星期五第第1111章章 光學(xué)光學(xué) 惠更斯原理可定性地說明衍射現(xiàn)象惠更斯原理可定性地說明衍射現(xiàn)象，但不能解，但不能解釋光的衍射圖樣中光強的分布。釋光的衍射圖樣中光強的分布。 菲涅耳假定：菲涅耳假定： 波在傳播過程中，從波在傳播過程中，從同一波陣面上各點發(fā)出的同一波陣面上各點發(fā)出的子波，經(jīng)傳播而在空間某子波，經(jīng)傳播而在空間某點相遇時，產(chǎn)生點相遇

5、時，產(chǎn)生相干疊加相干疊加。四、四、惠更斯惠更斯-菲涅耳原理菲涅耳原理 Huygens-Fresnel principle三、三、惠更斯原理惠更斯原理 Huygens Principle 大學(xué)物理大學(xué)物理 11-6 光的衍射光的衍射 Diffraction of Light理學(xué)院物理系 王 強2022年2月25日星期五第第1111章章 光學(xué)光學(xué) 根據(jù)這一原理，原則上可計算任意形狀孔徑的衍射問題根據(jù)這一原理，原則上可計算任意形狀孔徑的衍射問題SdSre： 時刻波陣面時刻波陣面 tS*PdS：波陣面上面元：波陣面上面元 ( (子波波源子波波源) )0)(2cos)(rTtrdSCKdESdSrTtr

6、KCE0)(2cos)( 大學(xué)物理大學(xué)物理 11-7 單縫衍射單縫衍射 Single Slit Diffraction理學(xué)院物理系 王 強2022年2月25日星期五第第1111章章 光學(xué)光學(xué)11-7 11-7 單縫衍射單縫衍射 Single Slit Diffraction一、一、單縫單縫的的夫瑯禾費衍射夫瑯禾費衍射 大學(xué)物理大學(xué)物理 11-7 單縫衍射單縫衍射 Single Slit Diffraction理學(xué)院物理系 王 強2022年2月25日星期五第第1111章章 光學(xué)光學(xué)11-7 11-7 單縫衍射單縫衍射 Single Slit Diffraction一、一、單縫單縫的的夫瑯禾費衍射

7、夫瑯禾費衍射理學(xué)院物理系 王 強2022年2月25日星期五第第1111章章 光學(xué)光學(xué)二、二、菲涅爾菲涅爾半半波帶法波帶法LoRPAB1A2AC2/NbBC2sin2（ 個半波帶）個半波帶）N, 3,2, 1,22sinkkb（干涉減弱干涉減弱）, 3, 2, 1,2) 12(sinkkb0, 0sinb1 1、中央明紋中心中央明紋中心（干涉加強干涉加強） 大學(xué)物理大學(xué)物理 11-8 圓孔衍射圓孔衍射 Circular Hole Diffraction理學(xué)院物理系 王 強2022年2月25日星期五第第1111章章 光學(xué)光學(xué)11-8 11-8 圓孔衍射圓孔衍射 Circular Hole Diff

8、raction一、一、圓孔圓孔的的夫瑯禾費衍射夫瑯禾費衍射 大學(xué)物理大學(xué)物理 11-8 圓孔衍射圓孔衍射 Circular Hole Diffraction理學(xué)院物理系 王 強2022年2月25日星期五第第1111章章 光學(xué)光學(xué)Dfd22.12 大學(xué)物理大學(xué)物理 11-8 圓孔衍射圓孔衍射 Circular Hole Diffraction理學(xué)院物理系 王 強2022年2月25日星期五第第1111章章 光學(xué)光學(xué)二、瑞利二、瑞利( (Rayleigh) )判據(jù)判據(jù) 對于兩個強度相等的不相干的點光源（物點），對于兩個強度相等的不相干的點光源（物點），一個點光源的衍射圖樣的一個點光源的衍射圖樣的主極

9、大中心主極大中心剛好和另一點光剛好和另一點光源衍射圖樣的源衍射圖樣的第一極小中心第一極小中心相相重合重合，這時兩個點光源，這時兩個點光源（或物點）恰為這一光學(xué)儀器所分辨（或物點）恰為這一光學(xué)儀器所分辨. .08 . 0 I 大學(xué)物理大學(xué)物理 11-8 圓孔衍射圓孔衍射 Circular Hole Diffraction理學(xué)院物理系 王 強2022年2月25日星期五第第1111章章 光學(xué)光學(xué)最小分辨角最小分辨角:三三、光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)*1s2sf2dDfd22. 120Dfd22. 12光學(xué)儀器的通光孔徑光學(xué)儀器的通光孔徑DD22.1000 大學(xué)物理大學(xué)物理 11-8 圓孔衍射圓孔衍射 Circular Hole Diffraction理學(xué)院物理系 王 強2022年2月25日星期五第第1111章章 光學(xué)光學(xué)三三 光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)光學(xué)儀器分辨率光學(xué)儀器分辨率22.110D*1s2sf2dDfd22. 120Dfd22. 12光學(xué)儀器的通光孔徑光學(xué)儀器的通光孔徑D00 大學(xué)物理大學(xué)物理 11-8 圓孔衍射圓孔衍射 Circular Hole Diffraction理學(xué)院物理系 王 強2022年2月25日星期五第第1111章章 光學(xué)光學(xué) 大學(xué)物理大學(xué)物理 11-8