—惠更斯菲涅耳原理.PDFVIP

§3—2惠更斯-菲涅耳原理 一、惠更斯-菲涅耳原理 1、惠更斯原理 惠更斯原理的表述：在波动传播过程中的任一时刻，波面上的每一点都可以 看作是一个新的波源，各自发射球面子波。所有子波的 包络面，形成下一时刻的新波面。两个波面的空间间隔 等于波的传播速度与传播时间间隔的乘积。 光的直线传播定律的解释： 平面波的直线传播 球面波的直线传播 惠更斯原理与波动的直线传播 衍射现象的定性解释： 光波的衍射 2、惠更斯-菲涅耳原理 (1) 惠更斯原理的局限性 没有涉及波动的时空周期特性，即波长、振幅、相位等。虽然可以用 于确定光的传播方向，但无助于确定沿不同方向传播的光波的振幅和相位 大小。 (2) 惠更斯-菲涅耳原理 菲涅耳对惠更斯原理的贡献：将不同子波的干涉叠加引入惠更斯原 理，并赋予其以相应的相位和振幅表达式。 v e S：t时刻波阵面 Δ S θ r P * ΔS：波阵面上面元 S (子波波源) Σ S ：光源 θ dΣ 0 n θ Σ ：光源S发出的光波的任一波面 S R Q r dΣ ：波面Σ上位于Q点的面元 P n ：面元d Σ的法线方向单位矢量 θ ：光源S到点Q连线与面元法线夹角 0 θ ：Q点到场点P 的连线与面元法线夹角 惠更斯-菲涅耳原理 惠更斯-菲涅耳原理的表述： 波面Σ 上的每个面元dΣ 都可以看作是新的波源，它们均发射球面子 波，在与波面相距为r处的P 点的光振动Ê0(P)，等于所有球面子波在该点的 光振动Ê0(P) 的相干叠加： ~( ) ~( ) E P ∫∫ d E P Σ 按照菲涅耳的假设，Q点处dΣ 面元发出的球面子波在P 点的光振动复振幅： ikr ~( ) ( ) ( ) e d E P KF θ ,θ E Q dΣ 0 0 r K ：比例常数；Ê (Q) ：光源S在Q点引起光振动复振幅；