工程光学第十三章光的衍射.pptVIP

1、极大、极小位置双缝衍射强度分布曲线如图:第62页，共106页，星期日，2025年，2月5日2、讨论：(1)d——决定各级主极大的位置（干涉因子参量）a——决定各级主极大的相对强度（衍射用于参量）中央主极大（m=0，n=0）强度最大大部分的能量集中在中央衍射极大内(2)中央衍射极大内包含的主极大的数目由d/a决定缺级—在m＝d/a的整数倍处，某一级干涉极大与衍射极小相遇而不出现的现象。(3)由此可分析d或a的变化对衍射强度分布的影响第63页，共106页，星期日，2025年，2月5日3、瑞利干涉仪（Rayleighinterferometer）SL1L2D0级1级-1级SL1L2D1级2级0级B1B2eqe?=(n2-n1)l=q?第64页，共106页，星期日，2025年，2月5日二、多缝衍射（Multiple-slitdiffraction）…...adN个夫琅和费单缝衍射的叠加。第65页，共106页，星期日，2025年，2月5日1.光强分布：每个单缝：设相邻两个缝中心之间到P点的光程差位相差：(由双缝衍射的结果引申到此）y第66页，共106页，星期日，2025年，2月5日合成的振幅为：第67页，共106页，星期日，2025年，2月5日所以P点处光强度为：光强度由两个因子决定：是单缝衍射因子，是多缝干涉因子。第68页，共106页，星期日，2025年，2月5日2、条纹分析（1）干涉因子的影响1）主极大值条件：当时,在q方向上产生极大，极值为：强度为单缝时的N2倍第69页，共106页，星期日，2025年，2月5日当2）极小值条件：时有零值，且在两主极大间有N-1个零值相邻两个零值之间的角距离为主极大的半角宽度：称为主极大的半角宽度，它表明缝数N愈大，主极大的宽度愈小，反映在观察面上主极大亮纹越亮、越细。第70页，共106页，星期日，2025年，2月5日3）次极大的个数与强度：N=4在相邻两个零值之间也应有一个次极大。可以证明，次极大的强度与它离开主极大的远近有关，但主极大旁边的最强的次极大，其强度也只有主极大强度的4%左右。次极大的宽度也随着N增大而减小，当N是一个很大的数目时，它们将与强度零点混成一片，成为衍射图样的背景。在两个极大之间有N－1个零点，有N－2个次级极值。第71页，共106页，星期日，2025年，2月5日（4）衍射因子的影响（3）缺级现象及条件：（4）缝数对条纹分布的影响：第72页，共106页，星期日，2025年，2月5日（5）缺级当干涉因子的某级主极大值刚好与衍射因子的某级极小值重合，这些主极大值就调制为零，对应级次的主极大就消失了，这一现象叫缺级。由于干涉主极大的位置由决定，单缝衍射极小的位置由决定，缺级的条件为第73页，共106页，星期日，2025年，2月5日补充衍射技术在工程中的应用一、微孔直径测量用夫琅和费圆孔衍射可以对微孔直径作精密测量。根据圆孔衍射的各级亮（暗）环的半径公式可得第级条纹的直径为式中，D为微小圆孔的直径。所以微孔直径为第74页，共106页，星期日，2025年，2月5日补充衍射技术在工程中的应用例：已知入射光波波长，透镜焦距，对一微孔进行直径测量。若实验测得第3环的暗纹直径为。求微孔直径。将上述数据代入前述公式，可得微孔直径为解：并从表中查出，第3环时，第75页，共106页，星期日，2025年，2月5日三、矩孔衍射１．强度分布计算设矩形孔的长和宽分别为a和b，用单位平面波照射，即在矩孔以内在矩孔以外设，则衍射公式第30页，共106页，星期日，2025年，2月5日令则P点的强度为第31页，共106页，星期日，2025年，2月5日2、强度分布特点先讨论沿y轴方向的分布。在Y轴上，当b=0时，I有主极大值Imax＝I0，故：??2?2?-?I/I0-2?（1）主极大值的位置：第32页，共106页，