[哲学]单缝衍射.pptVIP

2. 中央亮纹宽度 一级暗纹条件 a x1 f j 光强 一级暗纹坐标，k 级… 中央亮纹宽度 相邻两干涉条纹间距是中央亮纹宽度的一半. 3. 相邻两衍射条纹间距 中央亮纹宽度 k级亮纹宽度 (光直线传播) a 增大，?1 减小，变窄 (4)单缝宽度变化，中央明纹宽度如何变化？（? 一定） a 减小，?1 增大，变宽 (衍射区域最大) （ 暗纹公式） 第一暗纹衍射角 不同缝宽的单缝衍射条纹照片 a = 0.4 mm a = 0.8 mm （ 暗纹公式） (5) 入射波长变化，衍射效应如何变化 ? (a不变) ? 增大, ? 增大, 衍射效应越明显. * 人类对光的认识过程经历了大致四个阶段： 几何光学时期: 对光的认识仅限于光的直线传播. 如：小孔成像等. 粒子光学时期：光的本质是高速运动的弹性小微粒，以牛顿为代表，可以解释光的反射现象等. 波动光学时期：光的本质是波，光具有波的特性。比如：干涉、衍射、偏振现象等. 光的波----粒二象性：近代物理的研究结果，将光的认识提高到更高的层次. 水波的衍射 灯管的衍射 针孔的衍射 明矾及其x射线的衍射 光波的衍射现象。 生活中有关衍射现象有：水波的衍射、 电磁波的衍射等、 意大利物理学家格里马第（ Grimaldi, 1618–1663） 光很强时，色带甚至会进入影子里面; Grimaldi 在光路中放一直杆，发现在白色屏幕上的影子 宽度比假定光以直线传播所应有的宽度为大; 影子的边缘呈现2至3个彩色的条带; 格里马第把这种光线会绕过障碍物边缘的现象称为“衍射”，从此“衍射”一词正式进入光学中。 胡克 《显微术》 光向几何影中衍射; 牛顿 《关于光和色的新理论》 毛发的影、屏幕边缘的衍射； 未能完整正确的解释： 高速运动的弹性小微粒. 光粒子能够同物体的粒相互作用，且在物体边缘时发生倾斜. 光流体. “光是以太的一种纵向波”的假说. 屏幕 缝较大时， 缝很小时，光偏离直线传播 阴 影 屏幕 一、衍射现象 光的衍射现象: 光通过尺寸比光的波长大得不多的障碍物时，不再遵循直线传播规律，会传到障碍物阴影区去，并形成明暗相间的条纹。 光是直线传播; 二、光的衍射现象的分类 如圆孔衍射、 单缝衍射 直边衍射 单缝衍射、 直边衍射等. 按照障碍物的形状分： 圆孔衍射 衍射屏 a. 菲涅耳衍射——衍射屏离光源的距离或接受屏离衍射屏的距离其中一个为有限远时的衍射。(近场衍射） 按照光源与障碍物的距离及障碍物与观察屏的距离分为： S * 接受屏 b. 夫朗禾费衍射——衍射屏离光源和接受屏距离都为无限远时的衍射。 S * 接受屏 衍射屏 夫琅和费衍射和费涅耳衍射的研究比较： 夫琅和费衍射研究相对简单，而菲涅耳衍射较为复杂，我们现在主要研究夫琅和费单缝衍射。 即照射在衍射屏上的光和离开 衍射屏的光都为平行光。（远场衍射） 惠更斯原理：(定性解释) 三、惠更斯—菲涅耳原理 Huygens-Fresnel principle 某一时刻，波阵面上各点看作子波源，子波源产生子波的包络面就决定后一时刻新的波阵面。 . . . . . . . . . t 时刻的波面 t+?t 时刻的波面 子波波源 惠更斯原理解决了：波的传播方向问题； 未解决：波的强度、后退波的问题; Augustin Jean Fresnel （1788-1827） 菲涅耳 法国物理学家，曾任土木工程师，1814年开始研究光学,1823年被选为巴黎科学院院士，1825年被选为英国皇家学会会员。菲涅耳独立提出光的波动说，完成了光是横波的理论。他发展了惠更斯原理，提出了子波干涉的思想。对光的偏振和双折射现象、旋光理论都有深刻的研究。是19世纪波动光学的集大成者。 1818年, 他在法国科学院悬赏征文中一举成名。在法国著名科学家阿喇戈的鼓励下，年轻的菲涅耳勇敢地提出自己的论文。评委会委员泊松就菲涅耳的理论算出小圆盘阴影后方中心应为亮点，认为这违反光的直进原理，是不可能的。但在竟赛的关键时刻，菲涅尔果真用实验证实了亮点的存在。后来人们把这阴影中心的亮点称为“泊松亮点”。巴黎科学院把最佳论文奖授予菲涅耳，这样光的波动说赢得了第一回合的胜利。菲涅耳由于在物理光学研究中的重大成就，被誉为“物理光学的缔造者”。 历史上曾有一个著名的衍射图样——泊松亮点 若取 t = 0 时刻波阵面上各点发出的子波初相为零， 则面元 dS 在Q点引起的光振动为： 从同一波阵面上各点所发出的子波，经传播而在空间某点相遇时，可相互叠加产生干涉现象。 惠更斯——菲