以前的学习考试物理12

1、12-8 单缝的夫琅禾费衍射一、单缝的夫琅禾费衍射 ：缝宽S: 单色线光源*S f f a透镜L透镜LpAB缝平面观察屏0 : 衍射角光路图：中央明纹 (零级明纹) 单缝的两条边缘光束 AP 和BP 的光程差，可由图示的几何关系得到：*S f f apAB0光程差的计算a12BA半波带半波带12两相邻半波带上对应点发的光在P 处干涉相消形成暗纹。/2半波带半波带1212 当 时，可将缝分为两个“半波带”1. 菲涅耳半波带法 在波阵面上截取一个条状带，使它上下两边缘发的光在屏上p处的光程差为 ，此带称为半波带。/2衍射图样的讨论 (P 处近似为明纹中心)a/2BAaBA/2(P处干涉相消形成暗纹

2、)*S f fapAB0当时,可将缝分成三个“半波带”当时,可将缝分成四个“半波带”暗纹明纹(中心) 中央明纹(中心) 上述暗纹和中央明纹(中心)的位置是准确的，其余明纹中心的实际位置较上稍有偏离。2.明暗纹条件由半波带法可得明暗纹条件为： 例: 在单缝夫琅和费衍射示意图中，所画出的各条正入射光线间距相等，那么光线 1与 3 在屏上P点相遇时的位相差为， P 点应为点。2fP1351352暗光强分布干涉相消（暗纹）干涉加强（明纹）思考：1当 增加时光强的极大值迅速衰减？干涉相消剩下一个波带的作用干涉相消剩下一个波带的作用光强迅速衰减2. 为什么干涉条纹存在介于最明和最暗的中间区域?（介于明暗之

3、间）当 较小时，衍射图样衍射图样中各级条纹的相对光强如图所示. /a-( /a)2( /a)-2( /a)0.0470.017 1I / I0 0相对光强曲线0.0470.017sin中央极大值对应的明条纹称 中央明纹。中央极大值两侧的其他明条纹称 次极大。中央极大值两侧的各极小值称暗纹。明纹宽度xI0 x1x2衍射屏透镜观测屏x0 f1A. 中央明纹 当 时，1 级暗纹对应的衍射角 由 得：中央明纹的半角宽度角宽度为线宽度为xI0 x1x2衍射屏透镜观测屏x0 f1B. 次极大 前提仍然是很小明纹宽度例题12-11 水银灯发出的波长为546nm的绿色平行光，垂直入射于宽0.437mm的单缝，

4、缝后放置一焦距为40cm的透镜，试求在透镜焦面上出现的衍射条纹中央明纹的宽度。 解：两个第一级暗纹中心间的距离即为中央明纹 宽度，对第一级暗条纹（k=1)求出其衍射角中央明纹的角宽度式中 很小透镜焦面上出现中央明纹的宽度中央明纹的宽度与缝宽a成反比，单缝越窄，中央明纹越宽。 单缝宽度变化，中央明纹宽度如何变化？缝宽变化对条纹的影响知，缝宽越小，条纹宽度越宽，此时屏幕呈一片明亮；I0sin几何光学是波动光学在/a0时的极限情形 ， 此时屏幕上只显出单 一的明条纹单缝的几何光学像。当 时，当 时，由 越大， 越大，衍射效应越明显. 入射波长变化，衍射效应如何变化 ?波长对条纹宽度的影响 波长越长，

5、条纹宽度越宽。仍由 知单缝衍射的动态变化单缝上下移，零级明纹仍在透镜光轴上. 单缝上下移动，根据透镜成像原理衍射图不变 . 单缝前后移动，根据透镜成像原理衍射图不变 .单缝前后移，零级明纹仍在透镜光轴上.入射光非垂直入射时光程差的计算（中央明纹向下移动）（中央明纹向上移动） 例1 设有一单色平面波斜射到宽度为 的单缝上（如图），求各级暗纹的衍射角 .解由暗纹条件中央明纹的宽度一级暗纹处当 较小时，中央明纹次极大暗纹一级暗纹：思考:在双缝实验中怎样区分双缝干涉和双缝衍射焦平面衍射光线单缝衍射：杨氏双缝干涉理想双缝干涉等光强等间隔光程差思考：实际的双缝干涉真的可以严格的等光强分布吗？特别注意:2. 理想的杨氏双缝干涉 假设缝宽1. 双缝干涉实验中，每一缝光束都存在衍射零级明纹占据整个光屏3. 实际的双缝总是有一定的缝宽零级明纹不