蒋骏光衍射02

《蒋骏光衍射02》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第五篇波动光学19章光波的衍射(2)2.夫琅和费衍射1.菲涅耳衍射1第19章光的衍射（Diffractionoflight）一、光的衍射现象二、单缝夫琅和费衍射光强1.衍射光强公式单缝衍射因子2.单缝衍射的光强分布特点2）主极大（中央明纹中心）位置：3）极小（暗纹）位置：4）次极大位置：——衍射极小条件1）角相同处光强相同——衍射次极大25)光强中央主极大的光强:I次极大<

2、、双缝夫琅和费衍射3.双缝衍射的衍射花样4.双缝衍射光强度的分布规律1）=0时，=0，=0——中央极大2）光强极小两因子与有一个为0，则：I=0条纹其位置由干涉因子确定3）在相邻两个极小之间有极大其位置满足：cos2=1即：——干涉极大注：若某角满足了：又满足了：——干涉极大——衍射极小此k’级极大就被调制掉——缺级（屏上不出现）显然：整数——缺级缺级是双缝及多缝衍射中存在的一种普遍现象。4双缝衍射的强度曲线是单缝衍射强度对双缝干涉强度进行调制的结果.双缝干涉单缝衍射双缝衍射结论：54）在a=或a<时

3、，当a<<时，双缝衍射的强度分布情况变为理想的杨氏干涉的强度分布情况:此1角为整个视场角，那么每一级极大的光强几乎相等杨氏双缝干涉光强——6单缝的夫琅和费衍射光强公式:衍射极小条件:衍射次极大:双缝夫琅和费衍射干涉极小:干涉极大:双缝衍射光强度的分布规律整数——缺级衍射极小7双缝衍射与双缝干涉的区别：——都是相干波的叠加历史的原因：从相干波源在空间的分布条件来区别干涉：由有限数目“分立”相干光源传来的光波相干叠加衍射：由相干光源“连续”分布的无限多子波波中心发出的子波相干叠加双缝干涉：由两个“分立”相干光源传来

4、的光波相干叠加双缝衍射：——由两个“连续”分布的子波中心发出的光波相干叠加图——从两个很窄的双缝得到的是干涉图样从两个较宽的双缝得到的是干涉、衍射结合的图样8归纳：极小值的位置极大值的位置双缝干涉、衍射的极大单缝衍射的极大在此无意义双缝衍射明暗条纹的位置双缝干涉的极小（两束光位相相反）单缝衍射的极小9例1.已知（1）双缝衍射相邻两条明纹间距（2）中央包络线中的‘x’（3）双缝衍射的第1级明纹的相对强度（4）中央明纹的包络线中，共包含了几条完整的明纹？（5）中央明纹包络线中恰好11条明纹，如何设计a、d?求：解：（1

5、）：（2）：10根据根据题意：（3）双缝衍射的第1级明纹的相对强度11（4）中央明纹的包线中，共包含了几条完整的明条纹？包络线的第一极小的衍射角：设中央明纹中共有k级明纹:包含了条明条纹(第5级缺级！）（5）若要中央明纹的包络线中恰好有11条明纹，应如何设计a、d?12五、多缝衍射——光栅(grating)衍射d反射光栅d透射光栅2.种类：1.光栅—大量等宽等间距的平行狭缝构成的光学元件。a是透光部分的宽度——缝宽d=a+b光栅常数b是不透光部分的宽度3.光栅常数AabPOf光栅常数d的数量级约10-6米13

6、P处是N个同方向、同频率、同振幅、位相差依次差一个恒量的简谐振动的合成，合成的结果仍为简谐振动。采用矢量法推出：4.光栅光强公式设光栅有N条缝，又由单缝衍射可知，每个缝发的光在P点的光振动的振幅为：由图可知，每相邻两缝向P点发出的衍射线的光程差均一样：oPfdsindaasin0iEE=——N个矢量相加对于o点:=0,=0……Ep=NEiIp=N2I014对于其它点P：当N时,N个相接的折线将变为一个圆弧。RΦΦP点的光强:RjDEiaasin0iEE=单缝衍射因子多缝干涉因子1

7、5k=0,1,2,3…光栅方程5.光强分布：1）明纹(主极大)条件：当k干涉取极大值P点为主极大时2）暗纹（干涉极小）条件：主极大的光强：k=0,1,2,3…m=1,2,3…N1相邻主极大间有N－1个暗纹16NEik为缺级单缝衍射光强曲线3)次极大：相邻两个极小之间应有一个次极大,N-1个极小之间应有N-2个次极大。光强太弱观察不到4)光强曲线：受单缝衍射的调制I单sin0-2-112(a/)sinsin2N/sin24-8-48(/d)多光束干涉光强曲线0IN2I0单048-4-8sin

8、(/d)单缝衍射轮廓线光栅衍射光强曲线5）缺级现象：lqkd±=sinlqka±=sin=整数adkk=¢17m=1,2,3…N1N=5——干涉极小——干涉主极大18两式相减可得：6）主极大的半角宽N为缝数,d为缝间距，为k级主极大的半角宽度d一定时，缝数越多，条纹越尖细、越亮定义：主极大的中心到邻近极小的角距离为它的半角宽。k主极大：邻近极小：中央主