第二章光的衍射 主要内容 以惠更斯一菲涅耳原理为基础,研究光的衍射现象和规律
第二章 光的衍射 主要内容 以惠更斯—菲涅耳原理为基础，研究光的衍射现象和规律
§2-1光的衍射现象 衍射现象: 1、机械波的衍射 不沿直线传播而绕过障碍物,沿各方向绕射的现象。如声波、水波的衍射 2、电磁波的衍射 不沿直线传播而绕过障碍物,继续传播的现象。如无线电波(电视、广播) 的衍射。 3、光波的衍射 A 直线传播 E 细 丝 S 宽 B 缝 E 衍射 衍射 窄 b 光绕过障碍物的边缘,偏离直线传播而进入 几何阴影区,并在屏上出现光强不均匀分布 B b口的现象称为光的衍射现象
§2-1 光的衍射现象 一、衍射现象： 1、机械波的衍射 不沿直线传播而绕过障碍物，沿各方向绕射的现象。如声波、水波的衍射。 2、电磁波的衍射 不沿直线传播而绕过障碍物，继续传播的现象。如无线电波（电视、广播） 的衍射。 3、光波的衍射 B E A S S A B E b' b a a' 光绕过障碍物的边缘，偏离直线传播而进入 几何阴影区，并在屏上出现光强不均匀分布 的现象称为光的衍射现象。 宽 窄 缝 S E b a ● 细 丝 直线传播 衍射 衍射
二、衍射条件 当障碍物线度与光波波长可以比拟时,才能发生衍射现象。 三、衍射与直线传播的内在联系 可见光波长在390nm~760nm范围内,常见的障碍物线度均远大于 它,因而,光波通常显示出直线传播性质;一旦遇到线度与波长有 相同或更小数量级的障碍物,衍射现象就会明显地显示出来。 结论 对光而言,衍射是绝对的,直线传 播是相对的;直线传播仅是衍射的 一种近似
二、衍射条件 当障碍物线度与光波波长可以比拟时，才能发生衍射现象。 三、衍射与直线传播的内在联系 可见光波长在390nm～760nm范围内，常见的障碍物线度均远大于 它，因而，光波通常显示出直线传播性质；一旦遇到线度与波长有 相同或更小数量级的障碍物，衍射现象就会明显地显示出来。 结论 对光而言，衍射是绝对的，直线传 播是相对的；直线传播仅是衍射的 一种近似
§2-2惠更斯一菲涅耳原理 惠更斯原理 1、波面:波传播过程中,位相相同的空间点所构成的曲面,即等相面,称为 波阵面,简称波面 波面为球面的波动称为球面波,如点光源发出球面波; 波面为平面的波动称为平面波,如平行光束; 波面为柱面的波动称为柱面波,如狭缝光源发出柱面波; 一般情况下,波面与传播方向垂直 2、惠更斯原理 [表述]:任何时刻,波面上的每一个点都可作为新的次波源而发出 球面次波,在以后的任一时刻,所有次波波面的包络就形成整个波 动在该时刻的新波面。 [说明]:①、亦称为次波假设 ②、若某时刻波面已知,可由此原理求出以后任一时刻的新波面。如下页图
§2-2 惠更斯—菲涅耳原理 一、惠更斯原理 1、波面： 波传播过程中，位相相同的空间点所构成的曲面，即等相面，称为 波阵面，简称波面。 波面为球面的波动称为球面波，如点光源发出球面波； 波面为平面的波动称为平面波，如平行光束； 波面为柱面的波动称为柱面波，如狭缝光源发出柱面波； 一般情况下，波面与传播方向垂直。 2、惠更斯原理 [表述]：任何时刻，波面上的每一个点都可作为新的次波源而发出 球面次波，在以后的任一时刻，所有次波波面的包络就形成整个波 动在该时刻的新波面。 [说明]：①、亦称为次波假设； ② 、若某时刻波面已知，可由此原理求出以后任一时刻的新波面。如下页图
平面波 球面波 t=0 t=T t=T t=0 CT 3、应用及局限性: 只能定性解释直线传播、反射、折射、晶体双折射等现象,不能定 量计算和解释干涉、衍射现象
t=τ cτ t=τ cτ 平面波 球面波 3、应用及局限性： 只能定性解释直线传播、反射、折射、晶体双折射等现象，不能定 量计算和解释干涉、衍射现象。 t=0 ● ● ● ● ● t=0