大学物理-光的衍射.ppt

1、光的衍射，第十九章，当狭缝大时，光直线传播，当狭缝小时，衍射现象明显，一、光的衍射现象及其分类，十九-一光的衍射虹吸管蛋奶酥的原理，光在传播过程中遇到障碍物，绕过障碍物的边缘前进这一不直线传播的现象衍射分类、菲涅耳衍射、夫琅和费衍射、光源障碍物接收屏幕距离有限。 光源障碍物接收屏幕距离为无穷远。 衍射系统由光源、衍射屏、接收屏构成。 来自同一波面上的各点的小波可在传播期间相遇时彼此重叠以产生干涉现象，并且空间中的各点的波的强度由每一小波在此点上的相干重叠日式榻榻米决定。 二、惠更斯蛋奶酥原理，时刻t=0的波面上各点开始的小波初相为零，则面dS在p点引起的光振动为：C-比例常数，f()-倾斜因子

2、，惠更斯蛋奶酥原理说明了波为什么不后传，惠更斯原理无法说明p点的光振荡(惠更斯原理的数学表现)为：一、单缝夫琅和费衍射实验装置，19-2单缝夫琅和费衍射：a、b、f :衍射光束为分组平行光，每组平行光的衍射角(原始入射方向) 二、菲涅耳半波段法、菲涅耳半波段法、邻接的平面间的距离是入射单色光的半波长，无论哪个邻接的波段，来自对应点的光线到达BC平面的光路差都是半波长(即相位差)，在p点收敛时相抵消。 a :a :b :c :a :a :x :f :1、2、2、p :AB面被划分为奇数个半波段，出现了明亮的条纹，为、a :b :c :x :f :f :1、2、半波段，明亮的条纹，为、a :a、b

3、、a、a、f、f、f、a、a、b、a、b、b、b、b、c、b、c 、AB面被划分为双位数个半波段，出现浓淡，结论：被划分为双位数个半波段，成为浓淡。 分为奇数半波段作为明纹。 正、负表示衍射条纹对称分布在中央明纹两侧，对于任何衍射角，单缝都不能分成整数个半波段，处于屏幕上最亮和最暗的光之间。1 .条纹位置，3 .狭缝夫琅和费衍射的条纹分布，明条纹中心坐标，暗条纹中心坐标，2 .条纹宽度，3 .白色光入射时的衍射条纹，条纹在屏幕上的位置与波长成比例，如果以白色光作为光源，则中央是白色明条纹，其两侧的各级是颜色条纹。 这种衍射图形称为衍射光谱。 明纹中心，4 .狭缝宽度对衍射条纹的影响，从公式可知

4、狭缝越窄(a越小)，条纹越宽则衍射现象越显着，相反，条纹越靠近中央。 a大，不大则出现明显的衍射现象。 如果狭缝宽度远大于波长，则形成单一的亮条纹，这就是透镜所形成的线光源的像。 显示了光的直线传播的性质。 关于光强度分布，随着角增加，半波段的数量增加，未抵消的半波段的面积减少，因此光强度变小，一条波长=5000的平行光垂直照射到一条狭缝上。 (1)已知单缝衍射的第一暗点的衍射角为1=300，该单缝的宽度a=？ 解： (1)、第一级暗点k=1、1=300、例如1条波长=5000的平行光垂直照射到1条狭缝上。 (2)如果使用的单狭缝的宽度a=0.5mm，则求出狭缝之后的薄的镜头焦距f=1m，(a

5、 )中央亮条纹的角宽(b )中央的亮条纹的线宽(c )第一级和第二级的浓淡的距离、(a )、(b )、(c )、例如一条波长=5000的平行光在一条狭缝中a=0.5mm、f=1m (3)如果是屏幕上距中央的明亮图案的中心x=3.5mm的p点明亮的图案，则从(a )求出该p点的明亮图案的级数的(b)p来看，关于该光波，狭缝的波阵面可以分割为几个半波段(b )在b)k=3的情况下，光路差、狭缝处的波面可以分成7个半波段。19-3光栅衍射、一、衍射光栅、光栅：由多个等间隔、等宽度的平行狭缝构成的光学元件。 的双曲正切值。被称为反射光的衍射的反射光栅。 光栅常数： a b的级数为10-510-6m，衍

6、射条纹的形成为：1，1 )各单狭缝在云同步上发生单狭缝衍射，干扰作用条纹受到衍射光的影响. 注意：各单缝衍射的图案和位置相同。 3 )晶格衍射条纹是单缝衍射和多缝干扰作用的总效应。 二、光栅的衍射规则、从不同的单狭缝出射的平行光依次以相同的光路BC或相同的相位差不同，在各单位狭缝衍射的平行光产生怎样的多光干扰作用？ 即光栅衍射是n个相位依次不同的光振动的重日式榻榻米，1、光栅式、任意相邻的两个狭缝对应点的衍射角方向的两个衍射光到达p点的光路差满足(a b)sin、光栅式、光栅衍射明条纹位置(ab)sin=k=0、1、2、3 狭缝越多，条纹越亮。 多狭缝干扰作用明条纹也称为主极大明条纹，(ab

7、) sin=k=0，1，2，3，单色平行光倾斜入射到光栅，相邻的两个狭缝的入射光入射到光栅之前，已经存在光路差(a b)sin0，(ab ) (sin0)=k=0，1，2，2 在两个邻接的主之间，分布着N-1条暗条纹和N-2条二次亮条纹。 3、缺次现象、a sin=k、k=0、1、2、缺极时的衍射角在云同步中满足以下条件：(a b)sin=k、k=0、1、2、 k=(a b) /a k、k为缺次，缺次由于单缝衍射的影响，在应出现透明条纹的地方出现透明条纹单缝衍射极小的条件、k=1，k=2，k=0，k=4，k=5，k=-1，k=-2，k=-4，k=-5，k=3，k=-3，k=6，缺级，k=-6，白色光在光栅上在屏幕上，0次主极大条纹以各种波长混合而成为白色光，除此之外，在其两侧形成从紫向红对称排列的彩色乐队，4 .光栅光谱，例如波长