大学物理(下)课件：11-7单缝衍射

11-7单缝衍射单缝的夫琅和费衍射在实验中实现夫琅禾费衍射S

B.具有同一衍射角的平行光经过L2

会聚在屏上同一点。●●●●●

C.不同衍射角的平行光经过L2会聚在屏上不同一点，在屏上出现明暗相间的条纹。QR单缝衍射A.单缝上每一点均为子波源，发出衍射光衍射角衍射角中央明纹单缝衍射Q处光强可由菲涅耳公式计算中央明纹中心衍射光汇聚于L的焦点衍射光汇聚于L的焦平面上某点Q（衍射角：向上为正，向下为负）沿角方向各子波的最大光程差：衍射角中央明纹单缝衍射半波带法作一些平行于AC的平面，相邻两平面间的距离是入射光的半波长，即λ/2,这些平面将AB分成面积相等的整数个半波带②衍射角θ越大,半波带越多②(2)两相邻半波带上,任意两个对应点(如点G1与点G2)所发出的光线到达AC面时光程差为λ/2,相位差为,在P点会聚时一一抵消,将这种波带称为“半波带”.(1)各个半波带的面积相等,所以各个半波带在P点引起的光振幅接近相等。半波带在P点引起的光振动的特点：半波带法Q暗

AB分成两个半波带相消缝长缝宽AA1与A1B波带上每一对应点所发射的沿

方向的子波，在Q点相位相反，强度（振幅）近似相等，互相抵消，形成暗纹衍射角满足

半波带法可将单缝处的波面AB分成3个半波带：AA1、A1A2和A2B。相邻两半波带上各对应点的子波在Q点相互干涉抵消，只剩下一个半波带，该子波到达Q点未被抵消，一般形成明纹中心。衍射角满足

明

AB分成三个半波带半波带法bsin=2时,可分为4个半波带，Q点为暗纹中心。bsin=5/2时,可分为5个半波带，Q点为明纹中心。QoBAC半波带法若单缝处可分为偶数个半波带：暗纹（极小）若单缝处可分为奇数个半波带：明纹（次极大）以此类推，屏幕上出现明纹中心和暗纹中心的条件为：

个半波带若单缝处可分为奇数个半波带：个半波带单缝明暗纹条件(暗纹中心)(其余明纹中心)中央明纹中心衍射角（介于明暗之间）光强分布明条纹的亮度随k的增大而下降，明暗条纹的区别越来越不明显，一般只能看到中央明纹附近的若干条明、暗条纹。I光强分布讨论：

问题：为什么当增加时，光强的极大值迅速衰减？当角增加时，半波带数增加，未被抵消的半波带面积减少，所以光强变小；BCAPoBAC明暗

明纹中心位置

暗纹中心位置各级条纹距中心距离：条纹在屏上的位置若各级条纹的衍射角很小，例：第一暗纹距中心的距离第一暗纹的衍射角

一定，越大，越大，衍射效应越明显.光直线传播

增大，减小

一定减小，增大衍射最大第一暗纹的衍射角角范围

线范围中央明纹的宽度（即的两暗纹间距）λIOx1衍射屏透镜观测屏2x1

f1角宽度线宽度

单缝宽度变化，中央明纹宽度如何变化？中央明纹宽度越大，越大，衍射效应越明显.

入射波长变化，衍射效应如何变化?中央明纹宽度明条纹宽度x：相邻暗纹中心间的距离；明纹角宽度：相邻暗条纹衍射角的差。其他明条纹宽度λΔxI0x1x2衍射屏透镜观测屏Δx0

f1

中央明纹的宽度为其他明纹的两倍单缝衍射的动态变化单缝上移，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.入射光非垂直入射时光程差的计算（条纹整体向下移动）（条纹整体向上移动）

例1

一单缝，宽为b=0.1mm，缝后放有一焦距为50cm的会聚透镜，用波长=546.1nm的平行光垂直照射单缝，试求位于透镜焦平面处的屏幕上中央明纹的宽度和中央明纹两侧任意两相邻暗纹中心之间的距离．如将单缝位置作上下小距离移动，屏上衍射条纹有何变化？解中央明纹宽度其它明纹宽度

如将单缝位置作上下小距离移动，屏上衍射条纹不变例2

如图，一雷达位于路边15m处，它的射束与公路成角.假如发射天线的输出口宽，发射