单缝的夫琅禾费衍射-1.pptVIP

同学们好！ * S f f ? a ? ? 透镜L1 透镜L2 · p B A 缝平面 观察屏 0 δ · * §17－9 单缝的夫琅禾费衍射 一. 装置 缝宽a：其上每一点均为子波源，发出衍射光 衍射角θ：衍射光线与波面法线夹角 δ＝0 中央明纹中心 θ＝0，衍射光线汇集于L2的焦点 δ≠0 P处光强可由菲涅耳公式计算 介绍确定P光强的两种简便方法 菲涅耳波带法 振幅矢量叠加法 θ≠0，衍射光线汇集于L2的焦平面上某点P 对应的单缝a被分为 k个半波带 二、菲涅耳半波带法（半定量方法） B a x f θ P A . . C θ . A1 ? 2 . . . . . . A3 A2 对应中央明纹中心 B A a f 两两相消，屏上相聚点为暗纹 k为偶数： 2 λ . . . θ B A a f P x θ C 2 λ A2 A1 A3 A4 2 λ . . . θ B A a f P x C 2 λ A2 A1 A3 k为奇数: 剩下一个半波带中的衍射光线未被抵消 对应的屏上相聚点为明纹中心 对应非明、暗纹中心的其余位置 1.明暗纹条件 中央明纹中心 各级明纹中心 暗纹 注意： I sinθ 0 1.明暗纹条件 2.明纹角宽度、线宽度 角宽度： 相邻两暗纹中心对应的衍射角之差 线宽度： 观察屏上相邻两暗纹中心的间距 （1）中央明纹 λ Δx I 0 x1 x2 衍射屏 透镜 观测屏 Δx0 f ?1 当 时，1 级暗纹对应的衍射角 角宽度为： 线宽度为： λ Δx I 0 x1 x2 衍射屏 透镜 观测屏 Δx0 f ?1 （2）次明纹 前提仍然是?很小 越大， 越大，衍射效应越明显. （1）入射波长变化，衍射效应如何变化 ? 3.条纹移动 白光入射有色散作用 （2）单缝宽度变化，中央明纹宽度如何变化？ Δθ＝λ/a ——衍射反比率 缝越窄，衍射越明显，衍射反比率反映了障碍物与光波之间限制和扩展的辩证关系，限制范围越紧，扩展现象愈显著，在何方限制，就在该方向扩展； 其次包含着放大，a越小， Δθ越大，是一种光学变换放大，这正是激光测径和衍射用于物质结构分析的基本原理。 当a》λ时，Δθ＝0，几何投影斑，过渡到几何光学（a＝103 λ以上） 当a＝10λ－ 103 λ时，衍射显著 当a＝λ时，衍射极端显著，全衍射，向光的散射过渡 （3）单缝沿垂直于轴线的方向上下稍稍移动时 条纹不移动 单缝上移，零级明纹仍在透镜光轴上. （4） 若平行光非垂直入射 中央明纹中心 暗 明 （中央明纹向下移动） （中央明纹向上移动） 4.条纹亮度分布 中央明纹中心: 全部光线干涉相长 一级明纹中心: 二级明纹中心: (由菲涅尔波带法：) 中央明纹集中大部分能量，明条纹级次越高亮度越弱. 屏幕 I