大學(xué)物理電子教案

1大學(xué)物理電子教案波動(dòng)光學(xué)(4)6.5光的衍射(一)2一光的衍射現(xiàn)象(FLASH)光在傳播過(guò)程中若遇到尺寸比光的波長(zhǎng)大得不多的障礙物時(shí),光會(huì)傳到障礙物的陰影區(qū)并形成明暗變化的光強(qiáng)分布的現(xiàn)象3

菲涅耳衍射和夫瑯禾費(fèi)衍射夫瑯禾費(fèi)衍射光源、屏與縫相距無(wú)限遠(yuǎn)縫菲涅耳衍射縫光源、屏與縫相距有限遠(yuǎn)4在實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)夫瑯禾費(fèi)衍射5二惠更斯-菲涅耳原理：波陣面上面元

(子波波源)子波在點(diǎn)引起的振動(dòng)振幅并與有關(guān)：時(shí)刻波陣面*e菲涅耳原理:不能解釋為什么出現(xiàn)衍射條紋,更不能計(jì)算條紋的位置和光強(qiáng)的分布,也無(wú)法解釋波為什么不向后傳播.6：波陣面上面元

(子波波源)：時(shí)刻波陣面*e

菲涅耳指出波場(chǎng)中各點(diǎn)的強(qiáng)度由各子波在該點(diǎn)的相干疊加決定.7

惠更斯-菲涅耳原理的數(shù)學(xué)表達(dá)式菲涅耳衍射積分公式:Sprnθ81實(shí)驗(yàn)

1）裝置2）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(flash)明暗相間的平行于單縫衍射條紋；中央明紋明亮且較寬；兩側(cè)對(duì)稱分布著其它明紋。三單縫衍射9夫瑯禾費(fèi)單縫衍射（衍射角：向上為正，向下為負(fù)）衍射角2菲涅耳波帶法(flash)10干涉相消(暗紋)干涉加強(qiáng)(明紋)（介于明暗之間）

個(gè)半波帶

個(gè)半波帶

中央明紋中心（個(gè)半波帶）113光強(qiáng)分布干涉相消（暗紋）干涉加強(qiáng)（明紋）12當(dāng)較小時(shí)，13干涉相消（暗紋）干涉加強(qiáng)（明紋）討論14(1)第一暗紋距中心的距離第一暗紋的衍射角15

一定，越大，越大，衍射效應(yīng)越明顯.光直線傳播

增大，減小

一定減小，增大衍射最大第一暗紋的衍射角16角范圍線范圍中央明紋的寬度(2)中央明紋（的兩暗紋間）17單縫寬度變化，中央明紋寬度如何變化？18入射波長(zhǎng)變化，衍射效應(yīng)如何變化？越大，越大，衍射效應(yīng)越明顯.19(3)條紋寬度（相鄰條紋間距）除了中央明紋外其它明紋的寬度干涉相消（暗紋）干涉加強(qiáng)（明紋）20(4)單縫衍射的動(dòng)態(tài)變化單縫上移,零級(jí)明紋仍在透鏡光軸上.單縫上下微小移動(dòng),根據(jù)透鏡成像原理衍射圖不變.21

(5)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)）22（中央明紋向上移動(dòng)）23例1用單色平行可見(jiàn)光，垂直照射到縫寬為a=0.5mm的單縫上，在縫后放一焦距f=1m的透鏡，由在位于焦平面的觀察屏上形成衍射條紋，已知屏上離中央紋中心為1.5mm處的P點(diǎn)為明紋，求:(1)入射光的波長(zhǎng)；(2)P點(diǎn)的明紋級(jí)和對(duì)應(yīng)的衍射角，以及此時(shí)單縫波面可分成的半波帶數(shù)；(3)中央明紋的寬度。單縫24解:(1)對(duì)P點(diǎn)，由當(dāng)θ很小,tgθ≈sinθ≈θ由單縫衍射公式可知當(dāng)k=1時(shí),λ=5000A0當(dāng)k=2時(shí),λ=3000A0在可見(jiàn)光范圍內(nèi),入射光波長(zhǎng)為λ=5000A0。25(2)P點(diǎn)為第一級(jí)明紋,k=1半波帶數(shù)為:2k+1=3(3)中央明紋寬度為單縫26本章目錄選擇進(jìn)入下一節(jié):END6.1幾何