光的衍射基本概念

1、.光的衍射根本概念、規(guī)律1.光的衍射    光在傳播路徑中，遇到不透明或透明的障礙物，繞過障礙物，產(chǎn)生偏離直線傳播的現(xiàn)象稱為光的衍射。鋼針的衍射圖樣 白光的衍射圖樣          光的衍射圖樣       2.惠更斯菲涅爾原理分次波面圖像惠更斯菲涅爾原理    惠更斯提出，媒質(zhì)上波陣面上的各點，都可以看成是發(fā)射子波的波源，其后任意時刻這些子波的包跡，就是該時刻新的波陣面?；?/p>

2、更斯菲涅爾原理能定性地描述衍射現(xiàn)象中光的傳播問題。    菲涅爾充實了惠更斯原理，他提出波前上每個面元都可視為子波的波源，在空間某點P的振動是所有這些子波在該點產(chǎn)生的相干振動的疊加，稱為惠更斯菲涅爾原理。3.衍射的類型   1菲涅爾衍射：光源和觀察點距障礙物為有限遠(yuǎn)的衍射稱為菲涅爾衍射。   2夫瑯和費衍射：光源和觀察點距障礙物為無限遠(yuǎn)，即平行光的衍射為夫瑯和費衍射。特別強(qiáng)調(diào)    干預(yù)是有限多束光別離的相干疊加，衍射是波陣面上無限多子波連續(xù)的相干疊加，這種計算對于菲涅爾衍射相當(dāng)復(fù)雜，而對于夫瑯

3、和費衍射那么比較簡單，主要討論夫瑯和費衍射。4.夫瑯和費衍射    1單縫衍射      用半波帶法處理衍射問題，可以防止復(fù)雜的計算，缺點是準(zhǔn)確度不夠。     把單縫處的波面分割成等寬的平行窄帶，是分得的相鄰兩條窄帶上的對應(yīng)點發(fā)出的沿方向的子波光線的光程差為/2，那么這樣分得的窄帶稱為半波帶，提醒注意：分割的是波面。         單色光垂直入射，當(dāng)單縫恰好被分成了偶數(shù)歌半波帶，即單縫上下邊緣衍射角為的

4、兩條子波光線的光程差asin 等于半波長的偶數(shù)倍。在該點出現(xiàn)光極小。        衍射暗紋中心位置：                                      當(dāng)單縫恰好分成奇數(shù)個半

5、波帶，asin半波長的奇數(shù)倍。此方向上偶數(shù)個半波帶相干抵消，剩下一個半波帶未被抵消，在該點產(chǎn)生“次最大?？梢?，波面被分成的半波帶數(shù)越多，每個半波帶的面積也就越小，對該點光強(qiáng)奉獻(xiàn)也就越小。所以角越大，“次最大也就越小。          衍射亮紋中心位置：                     &#

6、160;                   波陣面上個子波的光線到達(dá)為零處的光程一樣，即光程差為零，那么合振動在該點產(chǎn)生主極大“，中央主極大中心位置：                         

7、;                             衍射條紋：平行于單縫的一組直條紋，中央明紋最亮，而且寬度是其他明紋的兩倍。                   中央明紋的角寬度：

8、                           光強(qiáng)分布：                縫寬和光波波長對衍射條紋也有一定影響。         2園孔衍

9、射     第一級暗環(huán)的位置：                                             Dsin=1.22&

10、#160;       D為園孔的直徑        夫瑯和費園孔衍射圖樣，中心是一個很亮的園盤，為衍射中央極大，稱為愛里斑。        愛里斑的半角寬度為：                    

11、;                              3瑞利判據(jù)：         如果一個像點的愛里斑的中心剛好與另意像點衍射圖樣的第一級暗紋像重合，就認(rèn)為著兩個物點恰好能為這意光學(xué)一起所分辯。   

12、      最小分辯角：                                            

13、0;      分辨率：                                            

14、0;   其中D為園孔直徑，為入射光的波長，可見越小如電子顯微鏡、D越大如天文望遠(yuǎn)鏡分辨率越大。         4光柵衍射              光柵常數(shù)：      d=a+b          在可見光范圍內(nèi)，d一般在1/10001/500

15、mm之間。          光柵上的每一條縫的單縫衍射在方向上P點產(chǎn)生一個光振動，N條縫在P點產(chǎn)生的N個光振動的振幅一樣，他們的相干疊加決定了P點的光強(qiáng)，光柵衍射是單縫衍射和多縫干預(yù)的總效果。          光柵方程：  1、    其中為衍射角，k為多縫干預(yù)主極大級數(shù)。        

16、60; 亮紋主極大中心位置滿足光柵方程中k0，0時，dsin0為中央明紋中心。          其他亮紋主極大中心位置          滿足多縫干預(yù)的光柵方程：     2、              不滿足單縫衍射暗紋條件：   &#

17、160;                           3、                        

18、60;     k為單縫衍射暗紋級數(shù)       2、3式要同時滿足，才會出現(xiàn)主極大        暗條紋位置：  4、                         

19、                                                   

20、;                                                5、    

21、    4、5式只需滿足一個便是暗紋。        缺級現(xiàn)象：         即滿足多縫間主極大條件光柵方程1式，又滿足單縫衍射極小條件的位置4式，將不出現(xiàn)明條紋，稱為缺級，缺級條件為：                   &

22、#160;                                          所缺級數(shù)為：                             &#