《普通物理》课程教学资源（PPT课件讲稿）第四篇 电磁学 第十三章 光的衍射

巨拿 光在传播过程中遇到障碍物,能够绕过障碍物的边缘 前进这种偏离直线传播的现象称为光的衍射现象

光在传播过程中遇到障碍物，能够绕过障碍物的边缘 前进这种偏离直线传播的现象称为光的衍射现象

13-1光的衍射惠更斯-菲涅耳原理 光的衍射现象及其分类 屏幕 屏幕 阴 缝较大时,光是直线传播的缝很小时,衍射现象明显

缝较大时，光是直线传播的 缝很小时，衍射现象明显 阴 影 屏幕 屏幕 一、 光的衍射现象及其分类 13-1 光的衍射 惠更斯-菲涅耳原理

衍射系统由光源、衍射屏、接收屏组成。 衍射的分类 E 菲涅耳衍射 光源一障碍物 接收屏 光源 距离为有限远 B 障碍物 接收屏 E 夫琅禾费衍射 光源一障碍物S 一接收屏 距离为无限远。光源 B 障碍物 接收屏

光源 障碍物 接收屏 S 光源 障碍物 接收屏 衍射的分类 菲涅耳衍射 夫琅禾费衍射 光源—障碍物 —接收屏 距离为有限远。 光源—障碍物 —接收屏 距离为无限远。 衍射系统由光源、衍射屏、接收屏组成

二、惠更斯-费涅耳原理 从同一波阵面上各点所发出的子波,在传播过程 中相遇时,也可相互叠加产生干涉现象,空间各点波 的强度,由各子波在该点的相干叠加所决定。 若取时刻t0波阵面上各点发 出的子波初相为零,则面元 dS在P点引起的光振动为: P dE=cK(0) cOS2兀 Das T见

从同一波阵面上各点所发出的子波，在传播过程 中相遇时，也可相互叠加产生干涉现象，空间各点波 的强度，由各子波在该点的相干叠加所决定。 二、惠更斯-费涅耳原理 若取时刻t=0波阵面上各点发 出的子波初相为零，则面元 dS在P点引起的光振动为： dS r T t r K dE C cos ( ) ( )    = 2 − S n   P dS r

K(6 C-比例常数 dE=C cOs2丌( T K()--倾斜因子 0个→K(0)↓日=0→K()最大 6≥,K(6)=0→dE=0 惠更斯-菲涅耳原理解释了波为什么不向后传 的问题,这是惠更斯原理所无法解释的。 P点的光振动(惠更斯原理的数学表达)为: e=ldF fk(e) COS 2IT DaS T

dS r T t r K dE C cos ( ) ( )    = 2 − C----比例常数 K( )----倾斜因子 惠更斯-菲涅耳原理解释了波为什么不向后传 的问题，这是惠更斯原理所无法解释的。 P点的光振动（惠更斯原理的数学表达）为：   = = − dS r T t r K E dE C cos ( ) ( )    2 0 0 2 0  =  =    =  K dE K K , ( ) ( ) ( )        最 大

13-2单缝夫琅禾费衍射 单缝衍射实验装置 E屏幕 K 用菲涅耳半波带法解释单缝衍射现象

用菲涅耳半波带法解释单缝衍射现象 S * 单缝衍射实验装置 屏幕 L1 K L2 E 13-2 单缝夫琅禾费衍射

将衍射光束分成一组一组的平行光,每组平行光的 衍射角(与原入射方向的夹角)相同 AC=a sin p 衍射角不同, 最大光程差也4 不同,P点位置 不同,光的强 P 度分布取决于 B(2 最大光程差 f

A B f x C  P0  AC = a sin 将衍射光束分成一组一组的平行光，每组平行光的 衍射角（与原入射方向的夹角）相同 a (1 ) (1 ) (1 ) P ( 2 ) ( 2 ) ( 2 ) 衍射角不同， 最大光程差也 不同，P点位置 不同，光的强 度分布取决于 最大光程差

菲涅耳半波带法 相邻平面间的距离是 /入射单色光的半波长 C任何两个相邻波带上对应 点所发出的光线到达BC 平面的光程差均为半波长 (即位相差为丌),在P B 点会聚时将一一抵消

菲涅耳半波带法 A B A3 A1 A2 C  相邻平面间的距离是 入射单色光的半波长 任何两个相邻波带上对应 点所发出的光线到达BC 平面的光程差均为半波长 （即位相差为） ，在P 点会聚时将一一抵消

AB面分成奇数个半波带,出现亮纹 AC=a sin =3 2 P B

A A A B C a x f φ 1 2 .φ . . . . P AB面分成奇数个半波带，出现亮纹 . . 2 3  AC = a sin = 

AB面分成偶数个半波带,出现暗纹 AC=a sin =4 AAB P f

φ . A A A B C a x f φ 1 2 . . . . . A3 P . . . AB面分成偶数个半波带，出现暗纹 2 4  AC = a sin = 