《夫朗和费衍射》ppt课件

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1、4.2夫朗和费衍射(Fraunhoferdiffraction)对于夫朗和费衍射，观察屏必须放置在远离衍射屏的地方。几何投影区菲涅耳衍射区夫朗和费衍射区MK1K2K3K44.2.1夫朗和费衍射装置(Fraunhoferdiffractioninstrument)P的光场，可以看作是开孔处入射波面Σ上各点次波波源发出的球面次波在P点产生光场的叠加。Σx1y1zxyP(x,y)z从波面上各点到P点的光线近似平行，所以P点的光场也就是由Σ面上各点沿方向发射光场的叠加。Σx1y1zxyP(x,y)z4.2.1夫朗和费衍射装置(Fraunhoferdiff

2、ractioninstrument)则由于透镜f的作用，与光轴夹角为的入射平行光线将会聚在后焦平面上的P点。Σx1y1zx’yP(x,y)Lz=f4.2.1夫朗和费衍射装置(Fraunhoferdiffractioninstrument)利用透镜时所得到的衍射图样就是不用透镜时的远场衍射图样，只是空间范围缩小，光能集中罢了。Σx1y1z’x’y’P’(x’,y’)Lz’=f4.2.1夫朗和费衍射装置(Fraunhoferdiffractioninstrument)单色点光源S、透镜L1、开孔Σ、透镜L2的后焦平面上可以观察到夫朗和费衍

3、射图样。fSzx1xΣCQPP0L1L24.2.1夫朗和费衍射装置(Fraunhoferdiffractioninstrument)可令Ē(x1,y1)＝A＝常数。又因为透镜紧贴孔径，z1f。所以，后焦平面上的光场复振幅可写为式中4.2.1夫朗和费衍射装置(Fraunhoferdiffractioninstrument)式中4.2.2夫朗和费矩形孔和圆孔衍射(Fraunhoferdiffractionsbyrectangleaapertureapertureandacircularaperture)1.夫朗和费矩形孔衍射2.夫朗和费圆孔衍射3.光学

4、成像系统的分辨本领(分辨率)1.夫朗和费矩形孔衍射若衍射孔是矩形孔，则在透镜焦平面上观察到的衍射图样如图所示。baab1.夫朗和费矩形孔衍射下图是夫朗和费矩形行射装置的光路图。abx1y1xyLP0PyxCQO1.夫朗和费矩形孔衍射根据(22)式,透镜焦平面上P(x,y)点的光场复振幅为1.夫朗和费矩形孔衍射是观察屏中心点P0处的光场复振幅；a、b分别是矩形孔沿xl、y1轴方向的宽度；、分别为1.夫朗和费矩形孔衍射则在P(x,y)点的光强度为式中，I0是P0点的光强度，且有。(1)衍射光强分布对于沿x轴的光强度分布，因y＝0，有当＝0（对应于P

5、0点）时，有主极大，IM/I0＝1;在＝m(m=±1,±2,…)处，有极小值，IM＝0，与这些值相应的点是暗点。暗点的位置为相邻两暗点之间的间隔为(1)衍射光强分布即在相邻两个暗点之间有一个强度次极大，次极大的位置由下式决定：(1)衍射光强分布在同一坐标系中分别作出曲线F＝tan和F＝，其交点即为方程的解。(1)衍射光强分布光强曲线作图求解FI／I02.46p头几次极大所对应的值：01.430=4.49322.459=7.72533.470=10.9044.479=14.075100.0471800.0169400.0083

6、400.005030主极大极小次极大极小次极大极小次极大极小次极大极小夫朗和费短形孔衍射在y轴上的光强度分布由决定，其分布特性与x轴类似。(1)衍射光强分布在x、y轴以外各点的光强度，可按(27)式进行计算。(1)衍射光强分布显然，尽管在xOy面内存在一些次极大点，但它们的光强度极弱。(1)衍射光强分布1yx0.0470.0160.0470.0160.00070.00220.0470.00220.00070.00070.00220.0470.00220.00070.00020.00070.0160.00070.00020.00020.00070.0160

7、.00070.0002(2)中央亮班矩形孔衍射的光能量主要集中在中央亮斑处，其边缘在x、y轴上的位置是ba(2)中央亮班中央亮斑面积为该式说明，中央亮斑面积与矩形孔面积成反比,在相同波长和装置下，衍射孔愈小，中央亮斑愈大。(2)中央亮班但是，由可见，相应的P0点光强度愈小。这就说明，虽然光斑变大，但是光强降低。当ab，即对于矩形孔径，其衍射图样沿x、y方向的形状虽然一样，但线度不同。ba(3)衍射图形状(3)衍射图形状2.夫朗和费圆孔衍射由于光学仪器的光瞳通常是圆形的，所以讨论圆孔衍射现象对光学仪器的应用，具有重要的实际意义。f0S2.夫朗和费圆孔衍射

8、圆孔衍射的讨论方法与矩形孔衍射的讨论方法相同，只是由于圆孔结构的几何对称性，采用