青岛科技大学：《大学物理》课程教学资源（PPT课件）第五十讲 光的衍射（一）

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光的衍射 diffraction)现象 P S 圆孔衍射大 G 单缝衍射 青岛青岛科技 大学大学物理讲义

青岛青岛科技 大学大学物理讲义 圆孔衍射 单缝衍射 H P * S 一 光的衍射(diffraction)现象 G * S

惠更斯一菲涅尔原理 S:t时刻波阵面 △Sxb〃P △S:波阵面上面元 (子波波源) △s 子波在P点引起的振动振幅∝—并与b有关 菲涅尔指出衍射图中的强度分布是因为衍射时, 波场中各点的强度由各子波在该点的相干叠加决定。 点振动是各子波在此产生的振动的叠加。 青岛青岛科技 大学大学物理讲义

青岛青岛科技 大学大学物理讲义 S 二 惠更斯—菲涅尔原理 S  r e  S ：波阵面上面元 (子波波源) 菲涅尔指出 衍射图中的强度分布是因为衍射时， 波场中各点的强度由各子波在该点的相干叠加决定。 点振动是各子波在此产生的振动的叠加 P 。 子波在 点引起的振动振幅 并与 有关 . r s P   S ： t 时刻波阵面 * P

菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射 菲涅尔衍射 夫琅禾费衍射 缝 P 缝 光源、屏与缝相距有限远光源、屏与缝相距无限远 在夫 实琅 R 2 P 验禾S 中费 实衍 现射 青岛青岛科技 大学大学物理讲义

青岛青岛科技 大学大学物理讲义 三 菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射 夫 琅 禾 费 衍 射 光源、屏与缝相距无限远 缝 L1 L2 在 实 验 中 实 现 夫 琅 禾 费 衍 射 S R P 菲 涅 尔 衍 射 缝 P S 光源、屏与缝相距有限远

R P 夫琅禾费单缝衍射 衍射角 b O B bsin e (衍射角b:向上为正,向下为负.) 菲涅尔波带法C= bsin e=±k(k=1,2,3,…) 青岛青岛科技 大学大学物理讲义

青岛青岛科技 大学大学物理讲义 夫 琅 禾 费 单 缝 衍 射  衍射角 （衍射角  ：向上为正，向下为负 .） b BC = bsin ( 1,2,3, ) 2 = k k =   o L f R P A B bsin Q C 菲涅尔波带法

1、半波带法 R 6 b B O 缝长 bsmn6=±2k B 修/2 R P B bsnb=±(2k+1) k=123 B 2/2 青岛青岛科技 大学大学物理讲义

青岛青岛科技 大学大学物理讲义 o R P A B Q  2 bsin  = 2k  2 bsin  = (2k +1)  1、半波带法 k =1,2,3,  A1 A2 C  / 2 b A B b 缝长 A B o A Q B  R L P C A1  / 2 L

R bC=bsin e ±k B / (k个半波带) bsin 6=o 中央明纹中心 bsin=±2k=士k干涉相消(暗纹)2k个半波带 bsin e=±(2k+1)干涉加强(明纹)人 个半波带 bsin≠k,(介于明暗之间)(k=1,2,3,…) 青岛青岛科技 大学大学物理讲义

青岛青岛科技 大学大学物理讲义 (k =1,2,3, )   b  =  k = k 2 sin 2 干涉相消（暗纹） 2 sin (2 1)  b  =  k + 干涉加强（明纹） 2 sin  b   k （介于明暗之间） L o R P A Q B A1 A2  C  / 2 BC = bsin 2  = k （ k 个半波带） 2k 个半波带 个半波带 2k +1 bsin = 0 中央明纹中心

2、光强分布 bsin日=±+2k=士k干涉相消(暗纹) bsin6=±(2k+1) 干涉加强(明纹) 1几 n sin e b b b b 青岛青岛科技 大学大学物理讲义

青岛青岛科技 大学大学物理讲义 sin  I o b  b  2 b  3 b  − b  − 2 b  − 3 2、光强分布   b  =  k = k 2 sin 2 干涉相消（暗纹） 2 sin (2 1)  b  =  k + 干涉加强（明纹）

R pix X 当较小时,Sinb≈日 x= -b1b -b1 b 3 n sin 0 b b f-2,f-f 青岛青岛科技 大学大学物理讲义

青岛青岛科技 大学大学物理讲义 sin  I o b  b  2 b  3 b  − b  − 2 b  − 3 L1 L2 f  b S R P  O x x sin  x =f 当  较小时， f x b  f b  − f b  f 2 b  f − 2 b  − 3 f b  3

bsin e=±2k=±k干涉相消(暗纹) 讨论 bsin6=±(2k+1 干涉加强(明纹) 2 sib≈b,x=6, bsin e≈b (1)第一暗纹距中心的距离 ef=,f b R P 第一暗纹的衍射角 b-- X 0.= arcsin b 青岛青岛科技 大学大学物理讲义

青岛青岛科技 大学大学物理讲义 R L P b o  f sin   , x =f , f x bsin  b   b  =  k = k 2 sin 2 干涉相消（暗纹） 2 sin (2 1)  b  =  k + 干涉加强（明纹） 讨 论 （1）第一暗纹距中心的距离 f b x f  1 = = 第一暗纹的衍射角 b  1 = arcsin x