最新_菲涅耳半波带（ppt课件ppt.ppt

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1、_菲涅耳半波带（PPT）2SORr0●PB0B1B3B2r1=r0+λ/2r2=r1+λ/2r3=r2+λ/2一、菲涅耳半波带将波面S分成许多以B0为圆心的环形波带，并使：…这样分成的环形波带称为菲涅耳半波带，任何相邻两波带以相反的位相同时到达P点(光程差λ/2）。3二、合振幅的计算用a1、a2、…、ak分别表示各波带在P点的振幅，则：比较a1、a2、…、ak各振幅的大小：设S上的振幅均匀分布即A（Q）为常量，任取第K个半波带：面积ΔSk倾斜因子K（θk）计算：由惠—菲原理7对自由空间传播的球面波，波面为无限大，k，ak0，则对于给定轴线上的一点P的振幅为：即

2、球面波自由传播时，每各球面波上各此波波源在P点产生的合振动等于第一个半波带在P点产生的振动振幅得一半，强度为它的4分之1。计算圆孔对称轴上光振幅的基本思想把波面微分成若干个环状半波带环状半波带的数目，便可以判定场点的光强和亮暗环状半波带的数目为奇数，则场点为亮点；环状半波带的数目为偶数，则为暗点。环状半波带的数目不是整数，则场点的强度介于上述两种情况之间。如何确定园孔波面上的完整菲涅耳半波带数目上来？圆孔衍射菲涅尔圆孔衍射菲涅尔圆屏衍射圆屏衍射SPRrk10菲涅耳圆孔衍射··RSOPρkB0r0rkBA▲实验装置▲计算P点的光强首先考虑通过圆孔的K个完整菲涅耳半波带

3、数：K个完整菲涅耳半波带数λ忽略项在ΔBAP中：11在ΔBAO中：比较两式：对P点的整半波带个数R→∞（平行光入射）K与P在轴上的位置有关。12讨论：▲对P点若S恰好分成K个半波带时：K为偶数最大K为奇数最小▲对P点若S中还含有不完整的半波带时：光强介于最大和最小之间实验证实：确定观察点P，改变ρ，P点的光强发生变化确定圆孔半径ρ，P点在对称轴上移动，光强发生变化13▲若不用光阑（ρk→∞）：无遮拦的整个波面对P点的光强等于第一个波带在该点的光强的一半。例：计算：很小1、对P点而言，无遮拦的整个波面光能传播，几乎可认为沿直线OP进行。2、沿OP改变P点的位置时，r0

4、↑，P点的光强越来越小，而不会在1/2（a1+a2）和1/2（a1-a2）之间变化。14▲若对点，圆孔仅够分成一个半波带▲要发生衍射，光源O的线度要足够小。二、圆屏衍射·OB0PP点的振幅：圆屏遮蔽了个K半波带从K+1个半波带从最后的半波带（a∞→0）在P点叠加，合振幅为：不管圆屏的位置和大小怎样，圆屏几何影子的中心永远有光（泊松点）。圆屏的面积↓，ak+1↑，到达P点的光愈强。15菲涅耳衍射（圆孔和圆盘）（FresnelDiffraction）一、菲涅耳圆孔衍射将一束光（例激光）投射在一个圆孔上，并在距孔1－2m处放置一接收屏，可观察衍射图样。根据前面的讨论，如果

5、圆孔很小，则从圆孔露出半波带的数量很少，即对圆孔后光强起作用的半波带数量很少，设有k个半波带。16则有ak（）a1，当k为奇数时，所以P点为亮点当k为偶数时，所以P点为暗点O17由此可见，想知道圆孔衍射场轴线上某点是亮点还是暗点，必须知道圆孔所包含的半波带数目。如图，O点为点光源，光通过光阑上的圆孔，圆孔半径为Rh，S为光通过圆孔时的波面。设圆孔包含有k个整数半波带。由于h<

6、距离R都有关。当Rh、R、一定时，改变r0，即改变光屏的位置，我们可以看到，光屏的中心点会有时明时暗的变化。20二、圆屏衍射当点光源发出的光通过圆屏（盘）衍射时,由于圆屏不透明，被圆屏挡住部分的波面对轴线上p点的光强将没有贡献。如图P设圆屏遮蔽了开始的k个半波带，从第k+1个半波带开始，其余所有的半波带所发出的次波都能到达P点。这些半波带的次波在P点叠加后振幅为:因m，所以am021因此当k不是很大时，有即P点的光强近似等于光在自由空间传播时的光强。应该是一个亮点。此亮点称为泊松（Possion1781—11840）亮斑。这是几何光学中光的直线传播所不能解释

7、的。1818年在巴黎科学院大会上，菲涅尔提出了次波相干叠加原理，泊松根据由惠更斯—菲涅耳原理导出圆盘轴线上应是亮点。不管圆屏的大小、位置如何，圆屏几何影子的中心都有光到达，即P是始终是亮点。--泊松(S.D.Poisson)亮斑22泊松以此来证明惠更斯—菲涅耳原理是错误的。后来由阿拉果在实验中观察到圆屏衍射轴线上的亮点，证明了惠更斯—菲涅耳原理的正确性。泊松（Poisson1781－1840）法国数学家。1812年当选为巴黎科学院院士。泊松对积分理论、行星运动理论、热物理、弹性理论、电磁理论、位势理论和概率论都有重要贡献。他一生共发表300多篇论著。阿拉果（Ar