物理光学第四章复习教程文件

1、物理光学第四章复习3.3.单缝的夫琅和费衍射单缝的夫琅和费衍射 衍射图形特点衍射图形特点 Fraunhofer Diffractionfrom a slit(1)(1)光波受限制方向与衍射图形的关系光波受限制方向与衍射图形的关系 4.4.夫琅和费衍射图形的性质夫琅和费衍射图形的性质(2) (2) 光波受限制程度与衍射图形的关系光波受限制程度与衍射图形的关系(3) (3) 光源与衍射图形的关系光源与衍射图形的关系00.010.020.030.040.050.06Intensity单缝衍射光强分布计算模拟结果白光单缝衍射白光单缝衍射 红光单缝衍射红光单缝衍射 5.5.光学成像系统的分辨本领光学成像

2、系统的分辨本领(1) (1) 瑞利判据瑞利判据瑞利判据成立的条件：瑞利判据成立的条件：1 两个等强度的点，两个等强度的点，2 针对非相干成像系统。针对非相干成像系统。斯派罗判据斯派罗判据。 (2) 望远镜的分辨本领望远镜的分辨本领6.6.一维振幅光栅衍射图形的分布特点一维振幅光栅衍射图形的分布特点abdBCXI(1) 衍射图形分布特点：衍射图形分布特点：光光栅栅透透镜镜屏屏幕幕主极大值和主亮纹主极大值和主亮纹 暗纹和次亮纹暗纹和次亮纹 主亮纹宽度主亮纹宽度主亮纹强度主亮纹强度 缺级问题缺级问题小结：小结：a,d,Na,d,N对衍射图形分布的影响对衍射图形分布的影响 I1267-1-2-6-7缺

3、缺级级缺缺级级N=3267-1-6-7I1-2缺缺级级缺缺级级N=4I1267-1-2-6-7缺缺级级缺缺级级N=5I1267-1-2-6-7缺缺级级缺缺级级N=24da连续光谱连续光谱线状光谱线状光谱1级光谱级光谱2级光谱级光谱-1级光谱级光谱-2级光谱级光谱中央亮纹中央亮纹1级光谱级光谱2级光谱级光谱-1级光谱级光谱-2级光谱级光谱中央亮纹中央亮纹2.2.光栅分光及光谱光栅分光及光谱光栅光谱光栅光谱一维振幅光栅分光性能一维振幅光栅分光性能 (2)(2)分辨本领分辨本领 （3 3）色散范围）色散范围 1级光谱级光谱2级光谱级光谱-1级光谱级光谱-2级光谱级光谱中央亮纹中央亮纹v1. 1. 衍

4、射和傅里叶变换的关系是衍射和傅里叶变换的关系是什么什么? ?叙述应用傅里叶变换计算叙述应用傅里叶变换计算夫琅和费衍射的方法步骤。夫琅和费衍射的方法步骤。思思 考考 题题v3.3.为何二元孔径的夫朗和费衍射图形的中心为何二元孔径的夫朗和费衍射图形的中心总是亮的？设计一个衍射物体，使其夫朗和总是亮的？设计一个衍射物体，使其夫朗和费衍射图形的中心成为暗斑。费衍射图形的中心成为暗斑。v4. 4. 以线光源照射单缝。当线光源分别与单缝以线光源照射单缝。当线光源分别与单缝平行和垂直时，描述夫朗和费衍射图形的形平行和垂直时，描述夫朗和费衍射图形的形状。状。v5. 5. 试描述白光照明时夫朗和费衍射图形。试描

5、述白光照明时夫朗和费衍射图形。思思 考考 题题v6. 6. 如何提高光学系统的分辨本领？如何提高光学系统的分辨本领？v7. 7. 假如人眼的敏感波段不在假如人眼的敏感波段不在0.50.5微米左右微米左右, ,而是在而是在10.810.8微微米附近的红外波段米附近的红外波段, ,而瞳孔直径仍然在而瞳孔直径仍然在4 4毫米左右毫米左右, ,试描述试描述这种红外眼观察到的外部世界的形象这种红外眼观察到的外部世界的形象v8. 8. 人体线度是米的数量级人体线度是米的数量级, ,与可听声波波长相当。假如与可听声波波长相当。假如人耳可听声波波长移至毫米波段，外部世界给予我们的听人耳可听声波波长移至毫米波段

6、，外部世界给予我们的听觉形象如何？觉形象如何？v9.9.蝙蝠是利用超声波来探测物体的。它们为何不使用对人蝙蝠是利用超声波来探测物体的。它们为何不使用对人类可听的声波？类可听的声波？思思 考考 题题v10. 10. 描述一维光栅的参数有描述一维光栅的参数有N N、d d、a a，说明每一个参，说明每一个参数对光栅夫朗和费衍射图形的影响。数对光栅夫朗和费衍射图形的影响。v11. 11. 如何提高光栅的色散和分辨本领？如何提高光栅的色散和分辨本领？v12. 12. 缺级是如何产生的？如何计算缺级的干涉级？缺级是如何产生的？如何计算缺级的干涉级？v13. 13. 在光谱仪器中，人们喜欢用反射镜（平面，

7、凹在光谱仪器中，人们喜欢用反射镜（平面，凹面），而不喜欢用透镜，是何道理？面），而不喜欢用透镜，是何道理？v14 14 光谱仪器配备有同样尺寸三块光栅：光谱仪器配备有同样尺寸三块光栅：12001200线对线对/mm,600/mm,600线对线对/mm,90/mm,90线对线对/mm/mm。当测量范围分别在可。当测量范围分别在可见光和红外波段时，应选用哪一块光栅？见光和红外波段时，应选用哪一块光栅？思思 考考 题题v15. 15. 晚上透过窗纱观看远处的电灯时，可以看到窗纱产生晚上透过窗纱观看远处的电灯时，可以看到窗纱产生的衍射图形，可是，却看不到近处灯光的衍射。这是为什的衍射图形，可是，却看不

8、到近处灯光的衍射。这是为什么？么？v16 . 16 . 对于二元孔径来说，为何夫朗和费衍射的中心总是亮对于二元孔径来说，为何夫朗和费衍射的中心总是亮的，而菲涅耳衍射的中心会出现亮暗变化？的，而菲涅耳衍射的中心会出现亮暗变化？v17 . 17 . 从距离为从距离为d d的的P P点向半径为点向半径为r r的园孔作半波带，设光波的园孔作半波带，设光波长已知，试问可作多少个半波带？当园孔半径减小到多大长已知，试问可作多少个半波带？当园孔半径减小到多大时，菲涅耳衍射过渡为夫朗和费衍射？时，菲涅耳衍射过渡为夫朗和费衍射？v18.18.分析泊松亮点的成因。分析泊松亮点的成因。v19 . 19 . 黑白波带板会使入射光能量损失一半。有何办法使入黑白波带板会使入射光能量损失一半。有何办法使入射光全部通过波带板进入衍射场，从而形成更强的焦点？射光全部通过波带板进入衍射场，从而形成更强的焦点？