大学物理单缝衍射教程.pptVIP

明纹： 暗纹： 1.在单缝夫朗和费衍射实验中，屏上第三级暗纹对应 的单缝处可划分为 个半波带，若将缝宽减小一 半，原来第三级暗纹处将是第 级 纹。 练习： 6 明 一 2.平行单色光垂直入射在缝宽为 a = 0.15 mm的单缝上， 缝后有焦距为 f = 400 mm 的凸透镜，在其焦平面上 放置屏幕，测得屏幕上中央明纹两侧的两个第三级 暗纹之间的距离为 8 mm，则入射光的波长为 = 。 2.条纹： 三、圆孔夫琅和费衍射 S * 1. 装置： 中央亮纹： 爱里斑 集中大部分能量 角宽度为其余明纹2倍 半角宽度： 明暗相间同心圆环 爱里斑 由于衍射现象，会使图像边缘变得模糊不清，使图像分辨率下降。 需要规定客观、统一的标准 I 1）两个点光源相距较近，不能分辨。 I 2）两个点光源相距较远，能分辨。 3. 光学仪器分辨率 小录象 瑞利（英.1842－1919）因为气体密度研究和发现氩荣获1904年诺贝尔物理奖 瑞利准则：第一个象的爱里斑边沿与第二个象的爱里斑中心重合——恰能分辨 I 最小分辨角： 此时两爱里斑重叠部分的光强为一个光斑中心最大值的 80％。 能够分辨、不能分辨、恰能分辨三种情况比较 光学仪器分辨率 提高分辨率途径 由瑞利准则，最小分辨角： 定义光学仪器分辨率为： 光学镜头直径越大，分辨率越高。 采用波长较短的光，也可提高分辨率。 例1 设人眼在正常照度下的瞳孔直径约为3mm，而在可见光中，人眼最敏感的波长为550nm，问 (1) 人眼的最小分辨角有多大？ (2) 若物体放在距人眼25cm（明视距离）处，则两物点间距为多大时才能被分辨？ 解 (1) (2) * * D L=25cm 例1 设人眼在正常照度下的瞳孔直径约为3mm，而在可见光中，人眼最敏感的波长为550nm，问 (1) 人眼的最小分辨角有多大？ (2) 若物体放在距人眼25cm（明视距离）处，则两物点间距为多大时才能被分辨？ 解 同学们好！ 佛光，是“佛祖显灵”还是自然奇观？佛光曾出现在泰山、峨眉山、庐山等地，游客发现：在云雾漫漫的山中，当阳光普照时，突然就会出现一圈七彩光环，在光环中央能清晰地看到一个黑色的影子，有头有身，如同一尊“佛祖”正在打坐。有趣的是，游客的头摇一摇，“佛祖”的头也会跟着相应的变化，周围游客每个人看到的佛影的变化也都和自己的动作有关，而佛光里却始终只有一个佛影。 佛家认为，只有与佛有缘的人才能看到佛光，因为佛光是从佛的眉宇间放射出的救世之光，吉祥之光。真的是这样吗？ 其实佛光并不神秘，它只是一种特殊气候和地理环境下形成的光学现象。如何解释佛光的形成机理呢？我们一起寻找答案吧！ 第十三章 光的衍射 本章教学内容: 光的衍射现象和惠更斯-菲涅耳原理 单缝夫琅禾费衍射 光栅夫琅禾费衍射 X射线在晶体上的衍射 光学仪器的像分辨本领 基 本 要 求 第十三章 光的衍射 掌握单缝夫琅禾费衍射的分析方法（半波带法和振幅矢量叠加法）与条纹分布规律 2. 掌握光栅夫琅禾费衍射的分析方法与条纹分布规律 3. 了解X射线在晶体上的衍射 4. 理解圆孔衍射和光学仪器的像分辨本领 波的叠加原理 干涉现象 惠更斯-菲涅耳原理 衍射现象 二者关系？ 1. 衍射现象 光偏离直线传播路径进入几何阴影区，并形成光强非均匀稳定分布。 波遇到障碍物时，绕过障碍物进入几何阴影区。 一.惠更斯-菲涅耳原理 2.惠更斯-菲涅耳原理 成功：可解释衍射成因，用几何法作出新的波面，推导反射、折射定律 不足：不能定量说明衍射波的强度分布 1)惠更斯原理 波面上的每一点均为发射子波的波源，这些子波的包络面即新的波阵面 障碍物 入射波 衍射波 球 面 波 平 面 波 介质中波动传播到的各点都可以看作是发射子波的波源，而在其后的任意时刻，这些子波的包络就是新的波前. 惠更斯原理 O 2)菲涅耳原理 ? 对子波的振幅和相位作了定量描述 波面上各面元——子波源 r P S ? dS n ? 空间任一点振动为所有子波在该点相干叠加的结果 合振动： 衍射本质： 子波的相干叠加 有限个分立相干波叠加 —— 干涉 无限多个连续分布子波源相干叠加 —— 衍射 倾斜因子： 子波： 3. 衍射分类 菲涅耳衍射（近场衍射）： 夫琅和费衍射（远场衍射）: 波源 ———— 障碍物 ———— 屏 无限远 无限远 即平行光衍射 信息光学（现代光学分支） （或二者之一有限远） 波源 ———— 障碍物 ———— 屏 距离 有限 距离 有限 菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射 夫 琅 禾 费 衍 射