单缝夫琅禾费衍射讲稿

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1、单缝夫琅禾费衍射大学物理电子教案屏幕缝较大时，光是直线传播的缝很小时，衍射现象明显屏幕1、光的衍射现象及其分类：光可绕过障碍物，达到直线传播所不能达到的区域，这种现象称为衍射现象。一、光的衍射惠更斯-菲涅耳原理光源障碍物接收屏2、衍射的分类菲涅耳衍射光源与障碍物以及接收屏的距离均为有限远。衍射系统由光源、衍射屏、接收屏组成。光源障碍物接收屏夫琅禾费衍射光源—障碍物—接收屏距离均为无限远。二、惠更斯-菲涅耳原理从同一波阵面上各点所发出的子波，在传播过程中相遇时，也可相互叠加产生干涉现象，空间各点波的强度，由各子波在该

2、点的相干叠加所决定。二、惠更斯-菲涅耳原理若取时刻t=0波阵面上各点发出的子波初相为零，则面元dS在P点引起的光振动为：C----比例常数K()----倾斜因子惠更斯-菲涅耳原理解释了波为什么不向后传的问题，这是惠更斯原理所无法解释的。P点的光振动（惠更斯原理的数学表达）为：屏幕f三、单缝夫琅禾费衍射用菲涅耳半波带法解释单缝衍射现象S*单缝衍射实验装置屏幕f首先看中央明纹通过单缝后方向不变的光线光程相等形成中央明纹λ2λ2aPACB菲涅耳半波带法λ2λ2aPACB菲涅耳半波带法菲涅耳半波带法λ2λ2λ

3、2λ2asin相邻平面间的距离是入射单色光的半波长任何两个相邻波带上对应点所发出的光线到达BC平面的光程差均为半波长（即位相差为），在会聚时将一一抵消。φAAABCaxfφ12λ2A3PAB面分成偶数个半波带，出现暗纹A4AAABCaxfφ12φλ2.PAB面分成奇数个半波带，出现明纹A3λ2λ2结论：分成偶数半波带为暗纹。分成奇数半波带为明纹。正、负号表示衍射条纹对称分布于中央明纹的两侧对于任意衍射角，单缝不能分成整数个半波带，在屏幕上光强介于最明与最暗之间。光强分布干涉相消（暗纹）干涉加强（明纹）讨论光强分

4、布当角增加时，半波带数增加，未被抵消的半波带面积占总的单缝面积减少，所以光强变小；当增加时,为什么光强的极大值迅速衰减？中央两侧第一级暗条纹之间的区域，称做零极（或中央）明条纹，它满足条件：2.中央亮纹宽度中央明纹的宽度计算：f角范围线范围中央明纹的宽度中央明纹的宽度（的两暗纹间）3.各级明、暗条纹的位置以及相邻两衍射条纹间距fP3.相邻两衍射条纹间距条纹在接收屏上的位置暗纹中心明纹中心其它各级明(暗）条纹的宽度均为中央明条纹宽度的一半。当缝宽a一定时，对同一级衍射条纹，波长越大，则衍射角越大，条纹

5、的位置离中央明纹越远。如果用白光照射，则中央明纹为白色，其两侧将出现一系列由紫到红的彩色条纹，称为衍射光谱。对于波长一定的单色光，缝宽a越小，对应于各级明纹的衍射角就越大，衍射越明显；缝宽a越大，对应于各级明纹的衍射角就越小，条纹就越集中于中央明纹附近，衍射越不明显。当缝宽a很大时，几乎所有的条纹都集中于中央明纹将形成单一的明条纹，显示了光的直线传播的性质。明纹单缝宽度变化，中央明纹宽度如何变化？越大，越大，衍射效应越明显.入射波长变化，衍射效应如何变化?例、在单缝夫琅和费衍射实验装置中，若将单缝沿垂直于透镜光

6、轴方向作微小的平移，则屏幕上的衍射条纹将：【】（A）条纹间距变小；（B）条纹间距变大；（C）条纹间距不变，但明暗条纹的位置交替变化。（D）不发生变化。单缝上下微小移动单缝上移，零级明纹仍在透镜光轴上.单缝上下移动，根据透镜成像原理衍射图不变.例、在单缝夫琅和费衍射实验装置中，若将单缝沿透镜光轴方向作微小的平移，则屏幕上的衍射条纹将：【】（A）条纹间距变小；（B）条纹间距变大；（C）条纹间距不变，但明暗条纹的位置交替变化。（D）不发生变化。例、在单缝夫琅和费衍射中，波长为的单色光垂直入射到宽度为a=4的单缝上，对

7、应于衍射角为300的方向，单缝处的波面可以分为几个半波带？例、在单缝夫琅和费衍射中，设中央明纹的衍射角范围很小，若使单缝的宽度a变为原来的3/2倍，同时使入射的单色光波长变为原来的3/4倍，屏幕上单缝衍射中央明纹的宽度x变为原来的多少倍？例、平行单色光垂直入射到单缝上，观察夫琅和费衍射，若屏上P点处为第二级暗纹，则从该位置看单缝处的波面相应地可分为_______个半波带；若将单缝的宽度缩小一半，P点将是第___级______纹。例、在单缝夫琅和费衍射实验中，若将整个装置放置于折射率为n的透明介质中，则屏幕上的中

8、央明纹将：【】（A）中央明纹的宽度变小；（B）中央明纹的宽度变大；（C）中央明纹的宽度不变；（D）宽度不变，但条纹发生平移。例、一束波长为=5000Å的平行光垂直照射在一个单缝上。已知单缝衍射的第一暗纹的衍射角1=300，求该单缝的宽度a=?解：(1)第一级暗纹k=1,1=300例题、用波长为6328埃的平行单色光垂直入射到缝宽为a=0.1mm的单缝上