上海交通大学：《大学物理教程》课程电子教案（课件讲稿）第20章 光的干涉和衍射 20.7 圆孔衍射 光学仪器的分辨本领

第20章光的干涉和衍射 §20.1光波的相干叠加 §20.2双缝干涉 §20.3薄膜干涉 §20.4偏振光的干涉 §20.5光的衍射 §20.6光栅衍射 §20.7圆孔衍射光学仪器的分辨本领 §20.8X射线的衍射

§20.1 光波的相干叠加 §20.3 薄膜干涉 §20.4 偏振光的干涉 §20.5 光的衍射 §20.6 光栅衍射 §20.7 圆孔衍射 光学仪器的分辨本领 §20.8 X射线的衍射 第 20 章 光的干涉和衍射 §20.2 双缝干涉

§20.7圆孔衍射光学仪器的分辨本领 一、圆孔衍射 艾里斑 84% 0.0042 0.0175 7.2% 1.22/d sina dsin0=1.22λ 2.8%

§20.7 圆孔衍射 光学仪器的分辨本领 一、圆孔衍射 θ sinθ I/I0 1.22λ/d 艾里斑 d θ1 = 22.1sin λ 0.0175 0.0042 84% 7.2% 2.8%

二、光学仪器的分辨本领 几何光学： 物点→像点 考虑到仪器孔径的衍射效应 物点→ 艾里斑 限制了成像光学系统分辨两相近物点的能力 两物点相互接近◆ 艾里斑重叠 光强的非相干叠加 两像点无法分辨

二、光学仪器的分辨本领 几何光学： 物点 像点 考虑到仪器孔径的衍射效应 物点 艾里斑 限制了成像光学系统分辨两相近物点的能力 两物点相互接近 艾里斑重叠 两像点无法分辨 光强的非相干叠加

瑞利判据： 当一个点光源的衍射图样的中央最亮处刚好与另一个点 光源的衍射图样的第一最暗处相重合，则正常眼睛恰能 分辨出这是两个部分重叠的艾里斑，此时，这两个点光 源恰好能被分辨。 最小分辨角09=1.22 分辨本领y= 01.22入 >提高仪器分辨本领的两种方法：增大孔径，减小波长

瑞利判据： 当一个点光源的衍射图样的中央最亮处刚好与另一个点 光源的衍射图样的第一最暗处相重合，则正常眼睛恰能 分辨出这是两个部分重叠的艾里斑，此时，这两个点光 源恰好能被分辨。 θ1 θ 最小分辨角 dλ θ 22.1 1 = 分辨本领 λθ γ 22.1 11 d == ¾提高仪器分辨本领的两种方法：增大孔径，减小波长

三、光栅的分辨本领 光谱仪器的分辨本领是指把波长靠得很近的两条谱线 分辨清楚的本领。其定义为： 元 △入 脚万=28+以1=只-为 光栅的分辨本领 瑞利判据 波长为2的级明纹恰好与波长为+△2的Nk-1级暗纹重合 dsine=ki,dsin= N :i-话-2+A)今元-(-A2 .Wk>1∴.R= C=kN Λ2 END

三、光栅的分辨本领 光谱仪器的分辨本领是指把波长靠得很近的两条谱线 分辨清楚的本领。其定义为： λ λ Δ R = 其中 ( ) 21 21 , 2 1 −=Δ+= λλλλλλ 瑞利判据 波长为 λ的 k级明纹恰好与波长为 λ+Δ λ的Nk-1级暗纹重合 光栅的分辨本领 λθλθ N k dkd ′ = sin,sin = λ ( ) () λλλ Δ−=⇒Δ+ λ − ∴ = 1 1 Nk N Nk k Nk R = kN Δ =∴>> λ λ Q 1 END