第十四章光学光的衍射.ppt

衍射角相同的光线，换句话说：单缝的夫琅禾费衍射图样，不随单缝的上下移动而变化，中央明纹极大仍位于屏上O点。OO1.单缝衍射图样与缝的位置会聚在接收屏的相同位置。二、衍射光栅条纹第30页，共58页，星期日，2025年，2月5日2.衍射光栅条纹的成因I单缝衍射多缝干涉总效果第31页，共58页，星期日，2025年，2月5日光栅衍射是单缝衍射和缝间光线干涉两种效应的叠加、多缝干涉光强分布受单缝衍射光强分布调制、明纹位置决定于缝间光线干涉的结果。多缝干涉明纹也称为明纹主极大，狭缝数愈多，光强愈集中，因此明纹也愈又细又亮。明纹主极大（ⅱ）各个缝的衍射光之间相互叠加产生干涉。（ⅰ）每个缝的入射光产生单缝衍射；第32页，共58页，星期日，2025年，2月5日相邻狭缝对应点在衍射角φ方向光线的光程差：3.光栅方程（重点）xfO??ab+?第33页，共58页，星期日，2025年，2月5日★光栅方程—光栅衍射形成明纹主极大的公式。中央明纹极大明纹主极大次极大暗纹极小各级明纹主级大之间有许多暗纹极小，其间又充满许多次极大。(13-57)012345-1-2-3-4-5第34页，共58页，星期日，2025年，2月5日★N个缝的暗纹公式：其中：例：N=100，第1缝和第51缝光线的光程差为λ/2，产生相消干涉；第2缝和第52缝光线的光程差为λ/2，产生相消干涉；……结果：屏上会聚处形成第1个暗纹。⑴相邻缝光线的光程差为。第35页，共58页，星期日，2025年，2月5日第1缝和第26缝光线的光程差为λ/2，产生相消干涉；第2缝和第27缝光线的光程差为λ/2，产生相消干涉；……结果：屏上会聚处形成第2个暗纹。相邻缝光线的光程差为。⑵以此类推……，屏上会聚处形成第99个暗纹。⑶★结论：一片暗区，因此光栅衍射只需确定明纹主极大的位置即可。光强很弱的次极大。当N很大时在各级明纹主极大之间形成各级明纹主极大之间有个暗纹极小和个恰为第1级明纹主极大。第36页，共58页，星期日，2025年，2月5日N=1N=2N=5N=20第37页，共58页，星期日，2025年，2月5日4.缺级现象及其条件由于单缝衍射的影响在应该出现明纹主极大的地方不再出现明纹的现象称为缺级现象。缺级缺级第38页，共58页，星期日，2025年，2月5日当衍射角φ同时满足光栅衍射明纹单缝衍射暗纹时，该方向应出现的那一级明纹主极大发生缺级。由上述条件得：得满足下式的k将缺级：(13-59)第39页，共58页，星期日，2025年，2月5日例：则缺级缺级缺级第40页，共58页，星期日，2025年，2月5日6.光栅衍射条纹的特点（1）亮；（2）细；（3）分得开；（4）可能出现缺级。*5.光栅衍射条纹强度其中：第41页，共58页，星期日，2025年，2月5日第十四章光学光的衍射第1页，共58页，星期日，2025年，2月5日一、光的衍射现象§13-4光的衍射现象惠更斯-菲涅耳原理缝较大时光直线传播阴影屏幕缝很小时衍射现象明显屏幕第2页，共58页，星期日，2025年，2月5日二、惠更斯—菲涅耳原理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，也可相互叠加产生干涉现象。惠更斯—菲涅耳原理：设t=0时波阵面上各点发出的子波初相为零，则面元在P点引起的光振动：第3页，共58页，星期日，2