光的衍射和偏振

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1、光的衍射作业:P168习题：11-24,11-25,11-26,11-29*S衍射屏观察屏a光的衍射现象:光在传播过程中，当光的波长与障碍物*S衍射屏观察屏LL尺寸相接近时，光能绕过障碍物的边缘而偏离直线传播一光的衍射现象11-6光的衍射指缝衍射剃须刀片衍射圆孔衍射*二惠更斯—菲涅尔原理：波阵面上面元(子波波源)菲涅尔指出衍射图中的强度分布是因为衍射时，波场中各点的强度由各子波在该点的相干叠加决定.P点振动是各子波在此产生的振动的叠加.子波在点引起的振动振幅并与有关.：时刻波阵面*惠更斯——菲涅耳原理波传到的任何一点都是子波的波源，各子波··PdE(P)rQd

2、SS(波前)设初相为零e在空间某点的相干叠加，就决定了该点波的强度.设dS引起的P点振动的振幅波动方程为：衍射角P处波的强度取决于波前上Q点处E的强度K():方向因子衍射角问：如何实现夫琅禾费衍射？三菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射夫琅禾费衍射缝光源、屏与缝相距无限远在实验中实现夫琅禾费衍射菲涅尔衍射缝光源、屏与缝相距有限远*Sffb透镜L透镜L·PAB缝平面观察屏0Δ一半波带法(缝宽)S:单色光源衍射角:向上为正，向下为负——中央明纹(中心)当时，可将缝分为两个“半波带”A→P和B→P的光程差11-7单缝衍射(夫琅禾费衍射)bθ1′2BA半波带半波带12′两

3、个“半波带”上发的光在P处干涉相消形成暗纹。当时，可将缝分成三个“半波带”P处近似为明纹中心bλ/2θBAλ/2半波带半波带121′2′bλ/2BAθ形成暗纹.当时,可将缝分成四个“半波带”,——暗纹(中心)——明纹——中央明纹(中心)上述暗纹和中央明纹位置是准确的，其余明纹中心的位置较上稍有偏离.可推得一般情况注意练习：下面单缝衍射图中，各条入射光线间距相等，问：1）光线1与3在幕上P点相遇时,两光振动的位相差？2）P点是明还是暗？答：1）1，3光线在P点相遇时,两光振动的位相差为.2）P点是暗点.缝长RP135135二光强分布当较小时，杨氏双缝干涉单缝衍射光强曲

4、线I02-24-4k012-1-24I0x0x1x2x-2x-1sin0/d-/d-2/d2/d比较结论:两者明、暗纹条件形式上正好相反!干涉相消（暗纹）干涉加强（明纹）讨论（1）第一暗纹距中心的距离第一暗纹的衍射角光直线传播增大，减小一定减小，增大衍射最大第一暗纹的衍射角单缝宽度变化，中央明纹宽度如何变化？单缝宽度减小，中央明纹变宽！角范围线范围中央明纹的宽度（2）中央明纹（的两暗纹间距）λΔxI0x1x2衍射屏透镜观测屏l0f1（3）条纹宽度（相邻条纹间距）除了中央明纹外的其它明纹、暗纹的宽度（4）入射波长变化，衍射效应如何变化?一定，越

5、大，越大，衍射效应越明显.白光照射？（5）问：单缝上下微小移动时，衍射图有否变化？答：根据透镜成像原理衍射图不变.单缝上移，零级明纹中心仍在透镜光轴上.例在双缝干涉实验中，设缝是水平的．若双缝所在的平面稍微向上平移，其它条件不变，则屏上的干涉条纹是否移动，条纹间距是否改变注意无透镜时,衍射条纹整体会发生移动!答：向上平移，且间距不变.（中央明纹向下移动）中央明纹:（中央明纹向上移动）中央明纹:入射光非垂直入射时光程差的计算干涉相消（暗纹）干涉加强（明纹）其他条纹:注意:(1)不能用作讨论中央明纹位置，k=1,2…(2)杨氏双缝干涉条纹移动规律也可同样分析作业:P16

6、8习题：11-23,11-24,11-25,11-26（中央明纹向上移动）中央明纹:例一雷达位于路边d=15m处，射束与公路成15°角，天线宽度a=0.20m，射束波长=30mm.求：该雷达监视范围内公路长L=?daβLθ1150解：将雷达波束看成是单缝衍射的0级明纹由有如图：例一单色平行光垂直入射一单缝，其衍射第三级明纹位置恰好与波长为600nm的单色光垂直入射该缝衍射的第二级明纹位置重合，试求该单色光的波长.解：位置重合条件？也可求b.一圆孔的衍射圆孔孔径为DL衍射屏观察屏中央亮斑(艾里斑)1f几何光学:物点象点物(物点集合)象(象点集合)(经透镜)问

7、:为什么我们看不清远处的物体？11-8圆孔衍射光学仪器的分辨率物点象斑物(物点集合)象(象斑集合)(经透镜)波动光学:对于两个强度相等的不相干的点光源（物点），一个点光源的衍射图样的中央极大刚好和另一点光源衍射图样的第一极小相重合，这时两个点光源（或物点）恰为这一光学仪器所分辨.或者:对于两个等光强的非相干物点,如果其一个象斑的中心恰好落在另一象斑的边缘(第一暗纹处),则此两物点被认为是刚刚可以分辨.二瑞利判据刚可分辨非相干叠加不可分辨D艾里斑变小相对光强曲线1.22(/D)sin1I/I00艾里斑三光学仪器的分辨本领ID**S1S200最小分辨