工程光學(xué)課程工光課件

1、1一、雙縫衍射一、雙縫衍射 （Double-slit diffraction）1、實(shí)驗(yàn)裝置：第五節(jié)第五節(jié) 多縫的夫瑯合費(fèi)衍射多縫的夫瑯合費(fèi)衍射SL1L2y1yxPx1da22、強(qiáng)度計(jì)算： )2cos(22sin2)exp()exp()exp(1)22()22(1)22()22(11111dkmkmakmaaCydikmyCdyikmyCdyikmyyECyEadadadad111111exp),(,dydxfyyfxxikyxECyxEx1day13Pydf狹縫1狹縫2點(diǎn)的位相差是雙縫對(duì)應(yīng)P sinkdkmd)2(cossin4)()(I ,222020kmdIyIaCkma設(shè)雙縫衍射是單縫衍

2、射和雙縫干涉的組合4)2(cos2kmd)2(cossin4)(220kmdIyI)(yIz654321012345600.51yicosi22y21501500.51ki4 y()iziki4 zii050100150200250300024ad3dsin0234-4 -3 -2 - asin-asin3、條紋分析、條紋分析2sin5雙縫干涉合成單縫衍射)2(cossin4)(220kmdIyI64瑞利干涉儀（Rayleigh interferometer）SL1L2D0級(jí)1級(jí)-1級(jí)SL1L2D1級(jí)2級(jí)0級(jí)B1B2eqe=(n2-n1)l=q 用途用途 實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置 工作原理工作原理7二

3、、多縫衍射（二、多縫衍射（Multiple-slit diffraction）.adN個(gè)夫瑯和費(fèi)單縫衍射的疊加。81.光強(qiáng)分布：每個(gè)單縫：sin0EEsin22kafaky設(shè)fysin相鄰兩個(gè)縫中心之間到P點(diǎn)的光程差sinsindd2位相差：(由雙縫衍射的結(jié)果引申到此）Pydf狹縫1狹縫29合成的振幅為：)(sin.sinsinsin102000NiiieEeEeEEE.sin)(1201NiiieeeEiiNeeE110)(sin)()(sin/2222220iiiiNiNiNeeeeeeE2/) 1(02/sin)2/sin(sinNieNE10所以P點(diǎn)處光強(qiáng)度為：220*2/sin)2/

4、sin(sinNIEEI）（光強(qiáng)度由兩個(gè)因子決定：2）（sin是單縫衍射因子，22/sin)2/sin(N是多縫干涉因子。112 2、條紋分析、條紋分析（1 1）干涉因子的影響）干涉因子的影響220*2/sin)2/sin(sinNIEEI）（1）主極大值條件：mdmdsinsin22當(dāng) 時(shí),222/sin)2/sin(NN在方向上產(chǎn)生極大，極值為：202maxsin）（INI12當(dāng)1, 2 , 1)(sin1, 2 , 1)(2NmNmmdNmNmm 2）極小值條件：22/sin)2/sin(N時(shí)有零值，且在兩主極大間有N-1個(gè)零值主極大的半角寬度：cosNd13次極大的個(gè)數(shù)與強(qiáng)度yzfx2

5、2024010202222)sin()sin(NN=4在兩個(gè)極大之間有N1個(gè)零點(diǎn)，有N2個(gè)次級(jí)極值。次級(jí)極大值的強(qiáng)度只有主極大值的4左右。dsinm(m+1)14（2 2）衍射因子的影響）衍射因子的影響（3 3）缺級(jí)現(xiàn)象及條件：）缺級(jí)現(xiàn)象及條件：adnm（4 4）縫數(shù)對(duì)條紋分布的影響）縫數(shù)對(duì)條紋分布的影響 （主極大位置、亮紋寬窄、亮紋光強(qiáng)）z654321012345600.512sin02-215例題(12-5)：用波長(zhǎng)為的光波垂直照射一個(gè)N=4，d=4a的衍射屏，這里d為相臨兩縫間隔，a為縫寬，試求：1）指出缺級(jí)級(jí)次；2）繪出光強(qiáng)I隨sin變化的分布曲線（為衍射角）；3）當(dāng)=a/2正入射時(shí)，

6、最多能夠看到多少條亮紋；4）計(jì)算前3個(gè)主極大與中央極大的比值。16Homework (12-5) P285 13&19下一節(jié)下一節(jié)172exp22sin2sin22exp2exp2exp2exp)22(exp)22(exp1)exp(1)exp()22()22(11)22()22(11dikmkmkmakmaiikmdikmaikmaikmikmdikmadikmadikmikmikmydikmyikmdyikmyAadadadad182exp22sin2sin22exp2exp2exp2exp)22(exp)22(exp1)exp(1)exp()22()22(11)22()22(11dikmkmkmakmaiikmdikmaikmaikmikmdikmadikmadikmikmikmydik