单缝的夫琅禾费衍射课件.ppt

《单缝的夫琅禾费衍射课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、一、实验装置二、用半波带法分析条纹的形成三、用旋矢法求解强度分布四、条纹分析五、其他衍射现象六、光学仪器的分辨本领§20.2单缝的夫琅禾费衍射1第20章光的衍射2第20章光的衍射·*一、实验装置(单缝夫琅和费衍射)中央亮纹负一级正一级思考：若将缝向上平移，如图衍射花样怎么分布？单缝处波面看作无穷多个相干波源P点是(无穷)多光束干涉的结果对于衍射角为φ的一束衍射光，两条边缘光线AP和BP间的光程差：(a指单缝宽度)3第20章光的衍射二、用半波带法分析条纹的形成1.设φ＝0时——中央明纹2.设φ的取值满足二边缘光线在P点干涉相消，但P点仍具有一定亮度。4第20章光的衍射3.设φ

2、的取值满足二边缘光线在P点干涉加强，但P点并非亮纹。二半波带中光线两两对应，干涉相消，因此P点恒为干涉相消点，呈暗纹半波带半波带λ

3、2λ

4、25第20章光的衍射4.设φ的取值满足λ

5、2λ

6、2λ

7、25.设φ的取值满足λ

8、2λ

9、2λ

10、2λ

11、2P点为一级亮纹P点为二级暗纹以此类推:6第20章光的衍射讨论(1)缝可分为几个半波带？由衍射角定（由P点位置定）设半波带数为N，则(2)同一确定的φ，分成的各半波带的面积一样大；不同的φ，分成的各半波带的面积不一样大；而半波带的面积与衍射条纹中明纹的亮度成正比。(3)明纹亮度由一个半波带的子波源发出的光波在P点干涉叠加的结果决定。明纹的亮度随

12、φ的增大而减小。7第20章光的衍射解得相应地半波带法得到的明纹位置是较好的近似明纹条件•8第20章光的衍射三、用旋矢法求解强度分布中央亮纹主焦点处任一衍射角处的强度：可以用中央亮纹强度来表示9第20章光的衍射圆心角是边缘光线的相位差10第20章光的衍射暗纹边缘光线的光程差11第20章光的衍射单色光垂直入射单缝AB，在屏上形成衍射条纹。若AP和BP的光程差AC＝2.5λ。问：例:·(1)P点是明是暗？明纹(2)P点是明是第几级明纹？(3)OP间有几条暗纹？01212两条暗纹(4)单缝可分成几个半波带？5个半波带(5)若P点为第二级暗纹，则缝可分成几个半波带？缝可分成4个半波带

13、12第20章光的衍射四、条纹分析·1.明暗纹位置13第20章光的衍射2.条纹宽度中央明纹宽度：O点二侧第一级暗纹的间距任一明纹宽度：相邻两暗纹的间距∴中央明纹宽度是其他明纹宽度的2倍。14第20章光的衍射3.条纹的角宽度（条纹位置的另一种表示）衍射屏透镜观测屏角宽度——相邻两条纹中心对应的衍射角之差。15第20章光的衍射单缝衍射条纹双缝干涉条纹能总结出两者的差别吗？16第20章光的衍射讨论若白光入射，中央明纹为白光，其他各级为彩色条纹，且内紫外红。(2)条纹宽度若将装置放在水中，则条纹变密。若λ一定，单缝宽度a变小，则条纹变宽；单缝宽度a变大，则条纹变密；当a大到一定程度，

14、衍射现象不存在，光沿直线传播。(3)单缝向上或向下微小平移，条纹位置、宽度均不变。(4)若入射平行光与透镜光轴间有一定夹角，则整个条纹随之上移或下移。17第20章光的衍射求对于暗纹有则:如图，设有一波长为的单色平面波沿着与缝平面的法线成角的方向入射到宽为a的单缝AB上。解在狭缝两个边缘处，衍射角为的两光的光程差为例:各级暗条纹对应的衍射角所满足的条件。18第20章光的衍射五、其他衍射现象圆孔的夫琅禾费衍射爱里斑一阶贝塞尔函数第一级极小角半径线半径应用：星光板针孔滤波19第20章光的衍射圆孔衍射光强分布0I0.6101.6191.116sinφRlRlRl由第一暗环围

15、成的光斑爱里斑称为爱里斑占整个入射光束总光强的84%20第20章光的衍射六、光学仪器的分辨本领1.圆孔的夫琅禾费衍射孔径为D衍射屏中央亮斑(爱里斑)2.透镜的分辨本领几何光学物点相对光强曲线经圆孔衍射后,一个点光源对应一个爱里斑波动光学物点一一对应像点一一对应像斑爱里斑的半角宽度为21第20章光的衍射瑞利判据:对于两个等光强的非相干物点,如果一个像斑中心恰好落在另一像斑的边缘(第一暗纹处),则此两像被认为是刚好能分辨。此时两像斑中心角距离为最小分辨角可分辨刚可分辨不可分辨22第20章光的衍射眼睛的最小分辨角为设人离车的距离为S时，恰能分辨这两盏灯。取在迎面驶来的汽车上，两盏

16、前灯相距120cm，设夜间人眼瞳孔直径为5.0mm，入射光波为550nm。例人在离汽车多远的地方，眼睛恰能分辨这两盏灯？求解d=120cmS由题意有观察者23第20章光的衍射