物理光学简明教程梁铨廷.pptVIP

第1页，共31页，星期日，2025年，2月5日思路：先求衍射的复振幅分布。利用夫琅禾费衍射积分公式，结合单缝的具体情况，作适当的简化。对于单缝，y=03.4.1单缝衍射光强分布公式C:常数；:衍射屏上的复振幅分布(3.4-1)第2页，共31页，星期日，2025年，2月5日平行光垂直入射，波面与衍射平面平行，波面上的复振幅为常数，设为1单缝衍射屏的振幅透过率函数为(3.4-2)(3.4-3)第3页，共31页，星期日，2025年，2月5日P点的复振幅分布为近轴近似下，衍射角与x的关系则：(3.4-4)(3.4-5)第4页，共31页，星期日，2025年，2月5日光强其中(3.4-8)(3.4-7)第5页，共31页，星期日，2025年，2月5日1)主极大（中央明纹中心）位置2)极小（暗纹）位置有单缝衍射因子3.4.3单缝衍射公式的讨论第6页，共31页，星期日，2025年，2月5日亮斑左右两侧：相邻暗点的距离中央亮斑的半角宽度和半线宽度:暗纹位置(3.4-9)(3.4-11)第7页，共31页，星期日，2025年，2月5日光强次极大位置得到第8页，共31页，星期日，2025年，2月5日1)中央亮条纹的宽度等于其它亮条纹角宽度的二倍。对于给的波长，缝越窄，半角宽度和半线宽度越大，衍射现象越明显；当缝宽很大时，半角宽度和半线宽度趋于0，各衍射斑向中央收缩，衍射现象不明显，波动光学过渡到几何光学。2)波长越长，衍射现象也越明显;用白光为光源，中央亮纹是白色的，其他各级条纹彩色小结单缝衍射光强分布特点第9页，共31页，星期日，2025年，2月5日3）若单缝偏离光轴，由于入射角不变，所以衍射条纹位置不变。

第10页，共31页，星期日，2025年，2月5日4）若光源偏离光轴，这时为平行光非垂直入射在缝前造成的最大光程差为，结果使得衍射条纹偏离光轴。5）用缝光源代替点光源后，衍射条纹为竖条纹。第11页，共31页，星期日，2025年，2月5日1.狭缝宽度的测量2.细丝直径测量：单缝衍射时在观察屏上某点P的复振幅：与单缝互补的单丝在观察屏上同一点P的复振幅：单缝和单丝都不存在时在观察屏上同一点P的复振幅3.4.4单缝衍射的应用巴俾涅原理（3.4-12）若用点光源，则除了轴上P0点外，其余各处的复振幅为零，则和（3.4-13）（3.4-14）第12页，共31页，星期日，2025年，2月5日一个形状相等的狭缝和细丝的衍射图形是一样，形状大小一样的屏和孔产生的衍射图样也是一样的。第13页，共31页，星期日，2025年，2月5日衍射屏的复振幅一、装置3.5夫琅禾费矩孔衍射第14页，共31页，星期日，2025年，2月5日二、衍射强度分布其中1.振幅分布为观察屏上P点对衍射光线在x和y方向所张的角。bax1y1ab（3.4-16）第15页，共31页，星期日，2025年，2月5日2.衍射强度分布其中1.分别考察x轴和y轴，各轴上的强度分布与单缝情况相仿；2.轴外（x,y）点的强度则取决于两个因子的乘积。如y轴上第16页，共31页，星期日，2025年，2月5日第17页，共31页，星期日，2025年，2月5日3.6夫琅禾费圆孔衍射与成像仪器的分辨本领大多数光学仪器中的光瞳都是圆形的，所以研究夫琅禾费圆孔衍射具有重要的意义。3.6.1夫琅禾费圆孔衍射计算圆孔衍射采用极坐标第18页，共31页，星期日，2025年，2月5日一、光强分布设圆孔半径为R衍射屏、观察屏上的坐标如下第19页，共31页，星期日，2025年，2月5日极坐标第20页，共31页，星期日，2025年，2月5日其中：衍射中心的光强：1.中心处2.暗环位置：3.次级极大的位置：由二阶贝塞尔函数的零点决定（3.6-3）第21页，共31页，星期日，2025年，2月5日次极大光强比中央极大小得多相邻暗环间隔不等第22页，共31页，星期日，2025年，2月5日