14章光的衍射(已修改)
2025-08-05 03:46 本頁面
【正文】 1 第 14章 光的衍射 2 1. 光的衍射現(xiàn)象 波在傳播過程中遇到障礙物，能夠繞過障礙物的邊緣前進 。這種偏離直線傳播的現(xiàn)象稱為 衍射現(xiàn)象 。 SABESABE39。bba39。a167。 光的衍射現(xiàn)象 3 * S 衍射屏 觀察屏 a ? ? ? 10 3 a ? * S 衍射屏 觀察屏 L? L 2. 惠更斯 —— 菲涅耳原理 波傳到的任何一點都是子波的波源 ， p dE(p) r Q dS S(波前 ) 設(shè)初相為零 n ? dSrKQadE p )()()( ??各子波在空間某點的相干疊加，就 決定了該點波的強度。 4 ) 2c os ()()()( ???? rtdSr KQadE p ????dSrtr KQaE sp ????? ?? ) 2c os ()()()( ????) c os ( ))(0 pp tE （?? ???P處波的強度 2 )(0 pp EI ?取決于波前上 Q點處的強度 )(Qa??????????????0,2)(,0 m a xKKKK?????K(? ):方向因子 5 例 .根據(jù)惠更斯 菲涅耳原理，若已知光在某時刻的波陣面為 S，則 S 的前方某點 P 的光強度決定于波陣面 S 上所在面積元發(fā)出的子波各自傳到 P 點的 （ A）振動振幅之和； （ B）光強之和； （ C）振動振幅之和的平方； （ D）振動的相干疊加。 [ D ] 6 ESAB光源 障礙物 接收屏 SABE光源 障礙物 接收屏 * 衍射的分類 ? 菲涅耳衍射 ?? 夫瑯和費衍射 光源 — 障礙物 — 接收屏 (或兩者之一 ) 距離為有限遠。 光源 — 障礙物 — 接收屏 距離為無限遠。 光的衍射 單縫衍射 光柵衍射 對 衍射角 ? ， 兩邊緣光線 A、 B的光程差是 f o p A a B * S ? C 當 衍射角 ? =0時， ?=BC=asin? 所有光線相互加強，形成 中央明紋 。 設(shè)平行單色光垂直入射。 167。 單縫的夫瑯和費衍射 菲涅耳半波帶法 兩個 相鄰波帶 所發(fā)出的光線 會聚于屏幕上時 全部相干相消。 如果單縫被分成偶數(shù)個波帶， 相鄰波帶成對相干相消，屏 幕 上對應(yīng)點出現(xiàn)暗紋。 如果單縫被分成奇數(shù)個波帶， 相鄰波帶相干相消的結(jié)果，還剩下一個波帶的作用，于是屏 幕 上對應(yīng)點出現(xiàn)亮紋。 單縫相應(yīng)就被分成若干等寬的窄帶 ? 菲涅耳半波帶。 ? A B a C 作一系列相距 ?/2且垂直于 BC的平面 , ? ? ? ? ? ? 單縫衍射明暗紋的中心位置是 : 22s i n?? ka ??2)12(s i n?? ??? ka0??暗紋 (k=1,2,3,…) 亮紋 (k=1,2,3,…) 零級 (中央 )亮紋 直線條紋 波帶數(shù) 注意： =1... 3.? ... f o p A a B * S ? C 中央明紋又亮又寬 (約為其它明紋寬度的 2倍 )。 中央兩旁 ， 明紋的亮度隨著級次的增大迅速減小 。這是由于 k越大 ,分成的波帶數(shù)越多 ,而未被抵消的波帶面積越小的緣故 。 sin? 相對光強曲線 o ? a ? a 2? a 2? a 2. 中央亮紋寬度 中央亮紋范圍：中央兩旁兩個第一級暗紋間的區(qū)域 ， 即 ? asin? ? (?很 小 , 有 sin? ?? ) 中央亮紋半角寬度： a?? ?中央亮紋的線寬度： afx ?2??? ?x ? 單縫 透鏡 觀測屏 ?f a —— 衍射反比定律 12 (2). 其他明紋 (次極大 ) 021 xafx ???? ?４ ). 波長對條紋寬度的影響 ５ ). 縫寬變化對條紋的影響 ???x 波長越長，條紋寬度越寬 afxx?????021 縫寬越小 ， 條紋寬度越寬 當 時 1?a?屏幕是一片亮 I 0 sin? a????13 條紋在屏幕上的位置與波長成正比，如果用白光 做光源，中央為白色明條紋，其兩側(cè)各級都為彩 色條紋由 紫 紅 。該衍射圖樣稱為 衍射光譜 。 幾何光學(xué)是 波動光
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