《光的衍射》參考課件2

第2節(jié)光的衍射復習:1.什么是波的衍射現(xiàn)象?波饒過障礙物繼續(xù)向前傳播的現(xiàn)象2.發(fā)生明顯衍射的條件?障礙物或孔的尺寸比波長小或差不多水波的衍射S1

既然光是一種波,為什么我們?nèi)粘Ｉ钪杏^察不到光的衍射現(xiàn)象,而常常看到的是光沿著直線傳播的呢?單縫衍射1、中央亮紋寬而亮．2、兩側條紋具有對稱性，亮紋較窄、較暗．觀察下列衍射圖樣，分析衍射規(guī)律：不同縫寬的單縫衍射1、波長一定時，單縫窄的中央條紋寬，各條紋間距大．2、單縫不變時，光波波長大的（紅光）中央亮紋越寬，條紋間隔越大．3、白熾燈的單縫衍射條紋為中央亮條紋為白色，兩側為彩色條紋，且外側呈紅色，內(nèi)側為紫色．單縫衍射規(guī)律ABS1、孔較大時——屏上出現(xiàn)清晰的光斑單孔衍射2、孔較小時——屏上出現(xiàn)衍射花樣單孔衍射

不只是狹縫和圓孔，各種不同形狀的物體都能使光發(fā)生衍射，以至使影的輪廓模糊不清，其原因是光通過物體的邊緣而發(fā)生衍射的結果．歷史上曾有一個著名的衍射圖樣——泊松亮斑．圓屏衍射圓孔衍射鋼針的衍射泊松亮斑13

一般光學儀器成像，光學儀器對點物成象是一個有一定大小的愛里斑。

一個透鏡成象的光路可用兩個透鏡的作用來等效，如圖所示：點物S象S’L點物象L2L1f2f1A

點物就相當于在透鏡L1物方焦點處，經(jīng)通光孔徑A，進行夫瑯和費衍射，在透鏡L2的象方焦點處形成的中央零級明斑中心。僅當通光孔徑足夠大時，愛里斑才可能很小。

所以由于衍射現(xiàn)象，會使圖像邊緣變得模糊不清，使圖像分辨率下降。二、衍射對分辨本領的影響14同上所述，點物S和S1對透鏡中心O所張的角，等于它們分別相應的中央零級衍射中心S’、S1’對O所張的角。S1’S’S1SL2L1Af1f2

OS1SS’S1’LO如圖所示，是可分辨這兩個物點的。當兩個物點距離足夠小時，就有能否分辨的問題。瑞利給出恰可分辨兩個物點的判據(jù)。1.瑞利判據(jù)點物S1的愛里斑中心恰好與另一個點物S2的愛里斑邊緣（第一衍射極?。┫嘀睾蠒r，恰可分辨兩物點。15可分辨恰可分辨不可分辨S1S2S1S2S1S2此時兩愛里斑重疊部分的光強為一個光斑中心最大值的80％。兩愛里斑中心距d0恰好等于愛里斑半徑。162.光學儀器分辨率

滿足瑞利判據(jù)的兩物點間的距離，就是光學儀器所能分辨的最小距離。此時兩個物點對透鏡中心所張的角稱為最小分辨角。光學儀器中將最小分辨角的倒數(shù)稱為儀器的分辨率。光學儀器的最小分辨角越小，分辨率就越高。d0為光學儀器可分辨的最小距離，即為兩物點可分辨的最小距離，L為圓孔到兩物點的垂直距離，若為光學儀器，則L即為焦距f。D為圓孔直徑。17

電子顯微鏡用加速的電子束代替光束，其波長約0.1nm，用它來觀察分子結構。電子顯微鏡拍攝的照片采用波長較短的光，也可提高分辨率。光學鏡頭直徑越大，分辨率越高。

一般天文望遠鏡的口徑都很大，世界上最大的天文望遠鏡在智利，直徑16米，由4片透鏡組成。地面觀測用哈勃望遠鏡觀測三、衍射光柵衍射光柵是由許多等寬的狹縫等距離的排列起來形成的光學儀器。可分為透射光柵和反射光柵(a)N=1(b)N=2(c)N=3(d)N=4光的明顯衍射條件：障礙物或孔的尺寸小于波長或者和波長差不多。比較:雙縫干涉與單縫衍射圖樣衍射現(xiàn)象和干涉現(xiàn)象條紋的不同點和相同點：相同點：由于光的疊加而產(chǎn)生的，明暗相間的。不同點：雙縫的條紋是等間距的各條紋的亮度差別較小，條紋條數(shù)較多。衍射條紋不等間距，中央條紋亮而寬，兩側條紋較暗較窄，對稱分布1.下列現(xiàn)象屬于光的衍射現(xiàn)象的是：

A.雨后天空出現(xiàn)絢麗的彩虹B.陽光下肥皂膜上的彩色條紋C.太陽光通過三棱鏡產(chǎn)生的彩色條紋D.對著日光燈從鉛筆縫里看到的彩色條紋E.在兩塊相互壓緊的平行玻璃板面上看到的彩色條紋F.激光防偽商標看起來是彩色的

答案：D2.用單色光照射雙縫，在像屏上觀察到明暗相間的干涉條紋，現(xiàn)用遮光板將其中的一個縫擋住，則像屏上觀察到A、寬度均勻的明暗相間的條紋。B、中央亮而寬，兩邊窄而暗條紋。C、一條亮紋。D、一片亮光?！綛】3.某同學以線狀白熾燈為光源，利用游標卡尺兩腳間形成的狹縫觀察光的衍射現(xiàn)象后，總結出以下幾點：A.若狹縫與燈絲平行，衍射條紋與狹縫平行B.若狹縫與燈絲垂直，衍射條紋與狹縫垂直C.衍射條紋的疏密程度與狹縫寬度有關D.衍射條紋的間距與光的波長有關【ACD】4.在觀察光的衍射現(xiàn)象的實驗中,通過緊靠眼睛的卡尺測腳形成的狹縫,觀看遠處的日光燈管或線狀白熾燈絲(燈管或燈絲都要平行于狹縫),可以看到A.黑白相間的直條紋B.黑白相間的弧形條紋C.彩色的直條紋D.