819物理光学考研课件3

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第四章光的衍射2第四章光的衍射3§4.3单孔的夫琅和费衍射4.3.3圆孔的夫琅和费衍射4.3.4光学成像系统的分辨本领4.3.5特殊物体的夫琅和费衍射4.3.6夫琅和费衍射图形的性质3§4.3单孔的夫琅和费衍射4.3.3圆孔的夫琅和费44.3.3圆孔的夫琅和费衍射44.3.3圆孔的夫琅和费衍射理硕教育—专注于北理工考研辅导本资料由理硕教育整理，理硕教育是全国唯一专注于北理工考研辅导的学校，相对于其它机构理硕教育有独有的优势。丰富的理工内部资料资源与人力资源确保每个学员都受益匪浅，确保了理硕教育的学员初试通过率89%以上，复试通过率接近100%，理硕教育全力助您圆北理之梦.网址5理硕教育—专注于北理工考研辅导本资料由理硕教育整理，理硕教育6圆孔夫琅和费衍射的复振幅和辐照度6圆孔夫琅和费衍射的复振幅和辐照度7爱里分布(G.B.Airy,1835)7爱里分布(G.B.Airy,1835)8爱里斑分布的计算8爱里斑分布的计算9爱里斑的计算结果9爱里斑的计算结果10Diffractionfromsmallandlargecircularapertures

Smallaperture

LargeapertureRecalltheScaleTheorem!10Diffractionfromsmallandl11

例一：眼睛瞳孔的爱里斑估算11例一：眼睛瞳孔的爱里斑估算12

例二：He-Ne激光器光束的衍射发散角12例二：He-Ne激光器光束的衍射发散角13

例题三13例题三14141515161617

第二讲小结17第二讲小结184.3.4光学成像系统的分辨本领184.3.4光学成像系统的分辨本领191920瑞利判据成立的条件：1两个等强度的点，2针对非相干成像系统。斯派罗判据。

20瑞利判据成立的条件：211、望远镜的分辨本领211、望远镜的分辨本领22哈勃太空望远镜长度13.3m，主镜直径4.3m，清晰度超过地面天文望远镜10倍。“新哈勃”主镜直径达7.5m，观测范围比老哈勃大4－倍。22哈勃太空望远镜232324注意避免过放大或放大不足！24注意避免过放大或放大不足！2525262、照相物镜分辨本领数码相机德象素数与分辨本领有何关系？262、照相物镜分辨本领数码相机德象素数与分辨本领有何关系？273、显微镜分辨本领273、显微镜分辨本领2828292930电子显微镜

30电子显微镜

314、棱镜分光仪分辨本领314、棱镜分光仪分辨本领323233

小结33小结34

环形孔径技术34环形孔径技术35图示画出了圆形光瞳和高斯光瞳的系统点扩散函数的曲线。应用高斯光瞳虽然实现了“切趾”，但付出的代价是中央亮斑宽度增大，系统分辨率降低。35图示画出了圆形光瞳和高斯光瞳的系统点扩散函数的曲线。应用3636373738例四望远镜的有效放大率38例四望远镜的有效放大率39例五显微镜的有效放大率39例五显微镜的有效放大率404.3.5特殊物体的衍射404.3.5特殊物体的衍射41衍射孔径的分解41衍射孔径的分解424243应用互补屏原理可以证明，无论是园屏的夫琅和费衍射，还是园屏的菲涅耳衍射，在观察平面中心都会出现一个亮点，称为泊松亮点，或者阿喇果亮斑。对此，将在菲涅耳衍射一节介绍43应用互补屏原理可以证明，无论是园屏的夫琅和费衍射，还是园442．随机颗粒的夫朗和费衍射442．随机颗粒的夫朗和费衍射454546Randomlyplacedidenticalholesyieldadiffractionpatternwhosegrossfeaturesrevealtheshapeoftheholes.HoleDiffractionpattern pattern SquareholesRoundholes46Randomlyplacedidenticalho47Mooncoronasareduetodiffraction.Whenthemoonlooksabithazy,you’reseeinga“corona.”It’sadiffractioneffect.47Mooncoronasareduetodiff483．直边夫琅和费衍射483．直边夫琅和费衍射494．位相物体的夫琅和费衍射

494．位相物体的夫琅和费衍射5050514.3.6夫琅和费衍射图形的性质514.3.6夫琅和费衍射图形的性质52525353542、光波受限制程度与衍射图形的关系542、光波受限制程度与衍射图形的关系55反比定律的物理意义55反比定律的物理意义5656573、光源与衍射图形的关系Intensity单缝衍射光强分布计算模拟结果573、光源与衍射图形的关系Intensity单缝衍射光强分58白光单缝衍射

红光单缝衍射

58白光单缝衍射红光单缝衍射59作业1.习题4.92.习题4.113.习题4.1259作业1.习题4.9601.如何提高光学系统的分辨本领？2.假如人眼的敏感波段不在0.5微米左右,而是在10.8微米附近的红外波段,而瞳孔直径仍然在4毫米左右,试描述这种红外眼观察到的外部世界的形象3.人体线度是米的数量级,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觉形象如何？4。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？思

考题60思考题61Thankyou61Thankyou知识回顾KnowledgeReview知识回顾KnowledgeReview63164

第四章光的衍射2第四章光的衍射65§4.3单孔的夫琅和费衍射4.3.3圆孔的夫琅和费衍射4.3.4光学成像系统的分辨本领4.3.5特殊物体的夫琅和费衍射4.3.6夫琅和费衍射图形的性质3§4.3单孔的夫琅和费衍射4.3.3圆孔的夫琅和费664.3.3圆孔的夫琅和费衍射44.3.3圆孔的夫琅和费衍射理硕教育—专注于北理工考研辅导本资料由理硕教育整理，理硕教育是全国唯一专注于北理工考研辅导的学校，相对于其它机构理硕教育有独有的优势。丰富的理工内部资料资源与人力资源确保每个学员都受益匪浅，确保了理硕教育的学员初试通过率89%以上，复试通过率接近100%，理硕教育全力助您圆北理之梦.网址67理硕教育—专注于北理工考研辅导本资料由理硕教育整理，理硕教育68圆孔夫琅和费衍射的复振幅和辐照度6圆孔夫琅和费衍射的复振幅和辐照度69爱里分布(G.B.Airy,1835)7爱里分布(G.B.Airy,1835)70爱里斑分布的计算8爱里斑分布的计算71爱里斑的计算结果9爱里斑的计算结果72Diffractionfromsmallandlargecircularapertures

Smallaperture

LargeapertureRecalltheScaleTheorem!10Diffractionfromsmallandl73

例一：眼睛瞳孔的爱里斑估算11例一：眼睛瞳孔的爱里斑估算74

例二：He-Ne激光器光束的衍射发散角12例二：He-Ne激光器光束的衍射发散角75

例题三13例题三76147715781679

第二讲小结17第二讲小结804.3.4光学成像系统的分辨本领184.3.4光学成像系统的分辨本领811982瑞利判据成立的条件：1两个等强度的点，2针对非相干成像系统。斯派罗判据。

20瑞利判据成立的条件：831、望远镜的分辨本领211、望远镜的分辨本领84哈勃太空望远镜长度13.3m，主镜直径4.3m，清晰度超过地面天文望远镜10倍。“新哈勃”主镜直径达7.5m，观测范围比老哈勃大4－倍。22哈勃太空望远镜852386注意避免过放大或放大不足！24注意避免过放大或放大不足！8725882、照相物镜分辨本领数码相机德象素数与分辨本领有何关系？262、照相物镜分辨本领数码相机德象素数与分辨本领有何关系？893、显微镜分辨本领273、显微镜分辨本领9028912992电子显微镜

30电子显微镜

934、棱镜分光仪分辨本领314、棱镜分光仪分辨本领943295

小结33小结96

环形孔径技术34环形孔径技术97图示画出了圆形光瞳和高斯光瞳的系统点扩散函数的曲线。应用高斯光瞳虽然实现了“切趾”，但付出的代价是中央亮斑宽度增大，系统分辨率降低。35图示画出了圆形光瞳和高斯光瞳的系统点扩散函数的曲线。应用98369937100例四望远镜的有效放大率38例四望远镜的有效放大率101例五显微镜的有效放大率39例五显微镜的有效放大率1024.3.5特殊物体的衍射404.3.5特殊物体的衍射103衍射孔径的分解41衍射孔径的分解10442105应用互补屏原理可以证明，无论是园屏的夫琅和费衍射，还是园屏的菲涅耳衍射，在观察平面中心都会出现一个亮点，称为泊松亮点，或者阿喇果亮斑。对此，将在菲涅耳衍射一节介绍43应用互补屏原理可以证明，无论是园屏的夫琅和费衍射，还是园1062．随机颗粒的夫朗和费衍射442．随机颗粒的夫朗和费衍射10745108Randomlyplacedidenticalholesyieldadiffractionpatternwhosegrossfeaturesrevealtheshapeoftheholes.HoleDiffractionpattern pattern SquareholesRoundholes46Randomlyplacedidenticalho109Mooncoronasareduetodiffraction.Whenthemoonlooksabithazy,you’reseeinga“corona.”It’sadiffractioneffect.47Mooncoronasareduetodiff1103．直边夫琅和费衍射483．直边夫琅和费衍射1114．位相物体的夫琅和费衍射

494．位相物体的夫琅和费衍射112501134.3.6夫琅和费衍射图形的性质514.3.6夫琅和费衍射图形的性质11452115531162、光波受限制程度与衍射图形的关系542、光波受限制程度与衍射图形的关系117反比定律的物理意义55反比定律的物理意义118561193、光源与衍射图形的关系Intensity单缝衍射光强分布计算模拟结果573、光源与衍射图形的关系Intensity单缝衍射光强分120白光单缝衍射

红光单缝衍射

58白光单缝衍射红光单缝衍射121作业1.习题4.92.习题4.113.习题4.1259作业1.习题4.91221.如何提高光学系统的分