蒋骏光衍射02.ppt
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1、第五篇第五篇波动光学19章章 光波的衍射光波的衍射(2)2.夫琅和费衍射夫琅和费衍射 1.菲涅耳衍射菲涅耳衍射 1第第19章章 光的衍射光的衍射 (Diffraction of light)一一 、光的衍射现象、光的衍射现象二、单缝夫琅和费衍射二、单缝夫琅和费衍射光强光强1.衍射光强公式衍射光强公式单缝衍射单缝衍射单缝衍射单缝衍射因子因子因子因子2.单缝衍射的光强分布特点单缝衍射的光强分布特点2)主极大(中央明纹中心)位置:主极大(中央明纹中心)位置:3)极小(暗纹)位置:极小(暗纹)位置:4)次极大位置次极大位置:衍射极小条件衍射极小条件1)角相同处光强相同角相同处光强相同衍射次极大衍射次极
2、大25)光强光强 中央主极大的光强中央主极大的光强中央主极大的光强中央主极大的光强:I次极大次极大 I主极大主极大6)条纹宽度条纹宽度中央明纹中央明纹中央明纹中央明纹:次极大条纹次极大条纹次极大条纹次极大条纹:两个单缝衍射的干涉!强度重新分布。两个单缝衍射的干涉!强度重新分布。2.双缝衍射的强度分布双缝衍射的强度分布1.双缝衍射现象双缝衍射现象其中:其中:其中:其中:P P 点的光强为:点的光强为:点的光强为:点的光强为:3三、双缝夫琅和费衍射三、双缝夫琅和费衍射3.双缝衍射的衍射花样双缝衍射的衍射花样4.双缝衍射光强度的分布规律双缝衍射光强度的分布规律1)=0 时,时,=0,=0中央极大中央
3、极大中央极大中央极大2)光强极小)光强极小两因子两因子与与有一个为有一个为0,则:,则:I=0条纹其位置条纹其位置条纹其位置条纹其位置由由干涉因子确定干涉因子确定3)在相邻两个极小之间有极大)在相邻两个极小之间有极大其位置满足:其位置满足:cos2 =1即:即:干涉极大干涉极大干涉极大干涉极大注:注:注:注:若某若某 角满足了:角满足了:又又满足了:满足了:干涉极大干涉极大干涉极大干涉极大衍射极小衍射极小衍射极小衍射极小此此 k 级极大就被调制掉级极大就被调制掉缺级缺级(屏上不出现)(屏上不出现)显然:显然:整数整数 缺级缺级缺级是双缝及多缝衍射中存在的一种普遍现象。缺级是双缝及多缝衍射中存在
4、的一种普遍现象。4 双缝衍射的强度曲线是单缝衍射强度双缝衍射的强度曲线是单缝衍射强度对对双缝干涉双缝干涉双缝干涉双缝干涉强度进行调制的结果强度进行调制的结果.双缝干涉双缝干涉单缝衍射单缝衍射双缝衍射双缝衍射结论:结论:结论:结论:54)在)在 a=或或 a 时,时,当当a 时,双缝衍射的强度分布情况变为理想的杨氏时,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干涉的强度分布情况:此此 1角为整个视场角,那么每一级极大的光强几乎相等角为整个视场角,那么每一级极大的光强几乎相等杨氏双缝干涉光强杨氏双缝干涉光强6单缝的夫琅和费衍射单缝的夫琅和费衍射光强公式光强公式:衍射极小条件衍射极小条件
5、:衍射次极大衍射次极大:双缝夫琅和费衍射双缝夫琅和费衍射干涉极小干涉极小:干涉极大干涉极大干涉极大干涉极大:双缝衍射光强度的分布规律双缝衍射光强度的分布规律整数整数缺级缺级缺级缺级衍射极小衍射极小7双缝衍射与双缝干涉的区别:双缝衍射与双缝干涉的区别:双缝衍射与双缝干涉的区别:双缝衍射与双缝干涉的区别:都是相干波的叠加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历史的原因:从相干波源在空间的分布条件来区别干涉:干涉:由有限数目由有限数目“分立分立分立分立”相干光源传来的光波相干叠加相干光源传来的光波相干叠加衍射:衍射:由相干光源由相干光源“连续连续”分布的无限多子波波中心发出分布
6、的无限多子波波中心发出的子波相干叠加的子波相干叠加双缝干涉:双缝干涉:双缝干涉:双缝干涉:由两个由两个“分立分立分立分立”相干光源传来的光波相干叠加相干光源传来的光波相干叠加双缝衍射:双缝衍射:双缝衍射:双缝衍射:由两个由两个“连续连续”分布的子波中心发出分布的子波中心发出的光波相干叠加图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、衍射结合的图样从两个较宽的双缝得到的是干涉、衍射结合的图样8归纳:归纳:极小值的位置极小值的位置极大值的位置极大值的位置双缝干涉、衍射的极大双缝干涉、衍射的极大单缝衍射的极大在此单缝衍射的极大在此无意
7、义无意义无意义无意义双缝衍射明暗条纹的位置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)双缝干涉的极小(两束光位相相反)单缝衍射的极小单缝衍射的极小 9例例例例1.1.已知已知(1)双缝衍射相邻两条明纹间距)双缝衍射相邻两条明纹间距(2)中央包络线中的)中央包络线中的x (3)双缝衍射的第)双缝衍射的第 1 级明纹的相对强度级明纹的相对强度(4)中央明纹的包络线中,共包含了)中央明纹的包络线中,共包含了 几条完整的明纹?几条完整的明纹?(5)中央明纹包络线中恰好)中央明纹包络线中恰好11 条明纹,如何设计条明纹,如何设计 a、d?求:求:求:求:解:解:解:解:(1):):(2):):
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