以前的學(xué)習(xí)考試物理12

1、12-8 單縫的夫瑯禾費(fèi)衍射一、單縫的夫瑯禾費(fèi)衍射 ：縫寬S: 單色線光源*S f f a透鏡L透鏡LpAB縫平面觀察屏0 : 衍射角光路圖：中央明紋 (零級(jí)明紋) 單縫的兩條邊緣光束 AP 和BP 的光程差，可由圖示的幾何關(guān)系得到：*S f f apAB0光程差的計(jì)算a12BA半波帶半波帶12兩相鄰半波帶上對(duì)應(yīng)點(diǎn)發(fā)的光在P 處干涉相消形成暗紋。/2半波帶半波帶1212 當(dāng) 時(shí)，可將縫分為兩個(gè)“半波帶”1. 菲涅耳半波帶法 在波陣面上截取一個(gè)條狀帶，使它上下兩邊緣發(fā)的光在屏上p處的光程差為 ，此帶稱為半波帶。/2衍射圖樣的討論 (P 處近似為明紋中心)a/2BAaBA/2(P處干涉相消形成暗紋

2、)*S f fapAB0當(dāng)時(shí),可將縫分成三個(gè)“半波帶”當(dāng)時(shí),可將縫分成四個(gè)“半波帶”暗紋明紋(中心) 中央明紋(中心) 上述暗紋和中央明紋(中心)的位置是準(zhǔn)確的，其余明紋中心的實(shí)際位置較上稍有偏離。2.明暗紋條件由半波帶法可得明暗紋條件為： 例: 在單縫夫瑯和費(fèi)衍射示意圖中，所畫出的各條正入射光線間距相等，那么光線 1與 3 在屏上P點(diǎn)相遇時(shí)的位相差為， P 點(diǎn)應(yīng)為點(diǎn)。2fP1351352暗光強(qiáng)分布干涉相消（暗紋）干涉加強(qiáng)（明紋）思考：1當(dāng) 增加時(shí)光強(qiáng)的極大值迅速衰減？干涉相消剩下一個(gè)波帶的作用干涉相消剩下一個(gè)波帶的作用光強(qiáng)迅速衰減2. 為什么干涉條紋存在介于最明和最暗的中間區(qū)域?（介于明暗之

3、間）當(dāng) 較小時(shí)，衍射圖樣衍射圖樣中各級(jí)條紋的相對(duì)光強(qiáng)如圖所示. /a-( /a)2( /a)-2( /a)0.0470.017 1I / I0 0相對(duì)光強(qiáng)曲線0.0470.017sin中央極大值對(duì)應(yīng)的明條紋稱 中央明紋。中央極大值兩側(cè)的其他明條紋稱 次極大。中央極大值兩側(cè)的各極小值稱暗紋。明紋寬度xI0 x1x2衍射屏透鏡觀測(cè)屏x0 f1A. 中央明紋 當(dāng) 時(shí)，1 級(jí)暗紋對(duì)應(yīng)的衍射角 由 得：中央明紋的半角寬度角寬度為線寬度為xI0 x1x2衍射屏透鏡觀測(cè)屏x0 f1B. 次極大 前提仍然是很小明紋寬度例題12-11 水銀燈發(fā)出的波長(zhǎng)為546nm的綠色平行光，垂直入射于寬0.437mm的單縫，

4、縫后放置一焦距為40cm的透鏡，試求在透鏡焦面上出現(xiàn)的衍射條紋中央明紋的寬度。 解：兩個(gè)第一級(jí)暗紋中心間的距離即為中央明紋 寬度，對(duì)第一級(jí)暗條紋（k=1)求出其衍射角中央明紋的角寬度式中 很小透鏡焦面上出現(xiàn)中央明紋的寬度中央明紋的寬度與縫寬a成反比，單縫越窄，中央明紋越寬。 單縫寬度變化，中央明紋寬度如何變化？縫寬變化對(duì)條紋的影響知，縫寬越小，條紋寬度越寬，此時(shí)屏幕呈一片明亮；I0sin幾何光學(xué)是波動(dòng)光學(xué)在/a0時(shí)的極限情形 ， 此時(shí)屏幕上只顯出單 一的明條紋單縫的幾何光學(xué)像。當(dāng) 時(shí)，當(dāng) 時(shí)，由 越大， 越大，衍射效應(yīng)越明顯. 入射波長(zhǎng)變化，衍射效應(yīng)如何變化 ?波長(zhǎng)對(duì)條紋寬度的影響 波長(zhǎng)越長(zhǎng)，

5、條紋寬度越寬。仍由 知單縫衍射的動(dòng)態(tài)變化單縫上下移，零級(jí)明紋仍在透鏡光軸上. 單縫上下移動(dòng)，根據(jù)透鏡成像原理衍射圖不變 . 單縫前后移動(dòng)，根據(jù)透鏡成像原理衍射圖不變 .單縫前后移，零級(jí)明紋仍在透鏡光軸上.入射光非垂直入射時(shí)光程差的計(jì)算（中央明紋向下移動(dòng)）（中央明紋向上移動(dòng)） 例1 設(shè)有一單色平面波斜射到寬度為 的單縫上（如圖），求各級(jí)暗紋的衍射角 .解由暗紋條件中央明紋的寬度一級(jí)暗紋處當(dāng) 較小時(shí)，中央明紋次極大暗紋一級(jí)暗紋：思考:在雙縫實(shí)驗(yàn)中怎樣區(qū)分雙縫干涉和雙縫衍射焦平面衍射光線單縫衍射：楊氏雙縫干涉理想雙縫干涉等光強(qiáng)等間隔光程差思考：實(shí)際的雙縫干涉真的可以嚴(yán)格的等光強(qiáng)分布嗎？特別注意:2. 理想的楊氏雙縫干涉 假設(shè)縫寬1. 雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，每一縫光束都存在衍射零級(jí)明紋占據(jù)整個(gè)光屏3. 實(shí)際的雙縫總是有一定的縫寬零級(jí)明紋不