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文档简介
1、光的衍射,第二章波光学的基本原理,第五光的衍射现象和惠更斯布莱奈尔原理,第一光的衍射现象,第一光的衍射现象,第一)衍射的定义:光波在传播过程中遇到障碍物时,光线偏离直线传播,强度再分配的现象。衍射光绕过障碍物,离开直线,移动到几何阴影区域,屏幕上的光强度没有均匀分布。和光的干涉现象一样,是光的本质特性之一。2)衍射装置:为什么我们可以很容易地观察声波,无线电波的衍射,但很难观察光波的衍射呢?因为声波和无线电波的波长很长(约数百米),自然界有这种规模的障碍物或空隙(例如墙壁、山丘、建筑物等),很容易出现衍射现象。光波的波长很短(4000-7600)。自然界通常没有这么小的障碍物或缝隙,光主要表现
2、为直线传播的特性。产生衍射现象的条件:主要取决于障碍物或缝隙的先导和波长大小的比较。3)衍射强度和障碍物尺寸关系:上:衍射效果不明显。衍射效果明显。向散射的切换,4)各种衍射现象,5)衍射现象的特性,(1)有限的方向,衍射图案向哪个方向扩展。*偏离直线的意义*针线活宽度和波长的关系*限制和扩展,在衍射屏幕上光束的方向受到限制时,接收屏幕的衍射图案向该方向扩展。光孔道越小,对光束的限制越大,衍射图案就越扩大。也就是说,衍射效果会变强。光孔的引导和衍射图案的扩展之间存在反比关系。Huygens-Fresnel原理、hoygen spresnel原理、hoygen spresnel原理、hoygen
3、 spresnel原理、2)原理的数学表达式:(相干叠加-复振幅线性叠加),3)假设:光洞部分的复振幅:光幕部分的复振幅:其他部分的积分为零如果,和,1)衍射屏的特性:自由传播的情况。已知:(1)或瓦耳比内的原理,以下公式也不成立:是的,1)干扰是来自离散点源的光波的一致叠加,衍射是来自连续二次波源的二次波的一致叠加。2)干涉的叠加是总和,衍射的叠加是积分的和。3)离散点源的光按几何光学规律传播,次波源的光一般不符合几何光学传播规律。6菲涅耳圆孔和圆屏衍射,1菲涅耳圆孔和圆屏衍射,1)衍射装置,2)实验现象,衍射图案是亮暗的同心环,中心点可以亮也可以暗。,孔径变化,衍射图案中心的明暗交替变化。移动屏幕,衍射图案中心的明暗交替变化,圆形屏幕的衍射图案也是同心环,但衍射图案的中心总是亮点。中心强度随着变化敏感,随着距离变化缓慢。2半波代法,1)需要解决的问题是在菲涅尔衍射中心点Po中获取光的强度。2)求解方法,近似方法,(半波台方法是处理载波干涉叠加的简化方法),3)阶段,(1)将中断分割为一系列环形半波台,(2)求出每个半波台的复振幅,(3)求出P0点,半波台面积用菲涅尔原理就知道了。,(5)通过圆形屏幕衍射的振幅公式表示。也就是说,随着圆形屏幕半径的增加,中心
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