大学物理电导微案 遛字二裁术火学院应用物理系
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第13章光的衍射 E 13.1单缝夫琅和费衍射 一、光的衍射 K 1.实例s i 入射光 衍射光 遮光屏 狼屏 光源 2 ■■■■■■■昌■■■■■■量 观 f1 单f2 察 缝 屏 2021/2/22 2
2021/2/22 2 第13章 光的衍射 13.1 单缝夫琅和费衍射 一、光的衍射 1. 实例 S • K E 遮光屏 入射光 衍射光 s 光源 单 缝 观 察 屏 P L1 L2 2 f 1 f
2.衍射现象的两种类型 (1)菲涅耳衍射:光源和观察屏(或其中一个与衍射 孔或单缝的距离分别为有限远 (2)夫琅和费衍射:光源和观察屏与衍射孔或单缝的 距离均为无限远 惠更斯:在光波的任一阵面上的各点都可以看作是发射 子波的波源,在其后任一时刻,这些子波的包迹就是该时 刻的波阵面。 腓排 2021/2/22
2021/2/22 3 2. 衍射现象的两种类型 (1) 菲涅耳衍射: (2) 夫琅和费衍射: 光源和观察屏(或其中一个)与衍射 孔或单缝的距离分别为有限远 光源和观察屏与衍射孔或单缝的 距离均为无限远 惠更斯：在光波的任一阵面上的各点都可以看作是发射 子波的波源，在其后任一时刻，这些子波的包迹就是该时 刻的波阵面
、惠更斯菲涅耳原理从同一波阵面上各点发出的子波 是相干波,经过传播在空间某点 nP相遇时的叠加是相干叠加。并 且P点的光强决定于波阵面S上 所有面元发出的子波各自在P点 q=0(S P引起振动的相干叠加 单位面积发射的子波的光矢量振幅为E,且En=(6 r、ck() dE=EdSc0s(0t-2π)= 入 c0(0t-27)dS = dE=JJ ck(e) cos(Ot-2。)dS C:比例系数 入 当0=0时,K最大,E0最大 k():^倾斜因子 当0≥兀/2时,K=0,E=0 随θ增大而减小的函数 说明波不能向后传播
2021/2/22 4 二、惠更斯—菲涅耳原理 从同一波阵面上各点发出的子波 是相干波，经过传播在空间某点 P相遇时的叠加是相干叠加。并 且P点的光强决定于波阵面S上 所有面元发出的子波各自在P点 S 引起振动的相干叠加 dS P n r 单位面积发射的子波的光矢量振幅为E0， 且 = 0 dE = E dScos t 0 ( - 2 ) r r ck E ( ) 0 = dS r t r ck cos( 2 ) ( ) − = = s E dE dS r t r ck S cos( 2 ) ( ) − = C：比例系数 k(): 倾斜因子 当θ=0时, K最大, E0最大 当θ≥π/2时, K=0, E0=0 说明波不能向后传播
、单缝夫琅和费衍射L L. A B 1明、暗纹条件/2 q=0中央明纹 δ=BC 2无* 2 入k=±1,±2,…暗纹 =asn p 入 2k+1) =±1±2…明纹 2条纹光强分布 2 2021/2/22
2021/2/22 5 A a B L 2 L 1 = BC *S I f P0 P C 2 A 1 A3 A2 三、单缝夫琅和费衍射 = asin 1.明、暗纹条件= 2 2 k = k k = 1 , 2 , 2 ( 2 1 ) k + k = 1 , 2 , 暗纹 明纹 2.条纹光强分布 = 0 中央明纹