《医学物理学》课程教学资源（PPT课件）第十三章 波动光学（光的衍射 diffraction of light、光的偏振）

第二节光的衍射(diffraction of light) 1、衍射 光绕过障碍物 传播，并在其 几何阴影区内 呈现出明暗相 D平面波 间的条纹或彩 色条纹的现象 称为衍射。 ●平面波： 480a 影像3分43秒处

第二节 光的衍射(diffraction of light) 影像3分43秒处 1、衍射 光绕过障碍物 传播，并在其 几何阴影区内 呈现出明暗相 间的条纹或彩 色条纹的现象 称为衍射

圆孔衍射 S 单缝衍射 S

圆孔衍射 单缝衍射 H P * S G * S

2、衍射产生的原因 媒质中波阵面上的每一点都是新波源，向各个方向发出子 波，子波若在传播过程中相遇，即会叠加，产生干涉。此 即惠更斯一菲涅耳原理。 波的衍射 水波通过狭缝后的衍射

波 的 衍 射 水 波 通 过 狭 缝 后 的 衍 射 媒质中波阵面上的每一点都是新波源，向各个方向发出子 波，子波若在传播过程中相遇，即会叠加，产生干涉。此 即惠更斯-菲涅耳原理。 2、衍射产生的原因

干涉是有限光束之间的叠加， 衍射是无限光束之间的叠加。 288a

A B f θ a 干涉是有限光束之间的叠加， 衍射是无限光束之间的叠加

3、衍射分类 菲涅尔衍射 夫琅禾费衍射 缝 缝 光源、屏与缝相距有限远 光源、屏与缝相距无限远 8a

3、衍射分类 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

一、夫琅禾费单缝衍射 B 狭逢 开始 ③返回 子波与原入射光之间的夹角日称为衍射角。 0371 问题：衍射角日为多大值出现暗纹或明纹？

一、夫琅禾费单缝衍射 子波与原入射光之间的夹角θ称为衍射角。 问题：衍射角θ为多大值出现暗纹或明纹？

>半波带法 P A 缝长 asin0=±2k3 B 元/2 D A R 'a A asin8=±(2k+0)2 0 0k=1,2,3, /

o R P A B Q  sin 2 2 a k  =   sin (2 1) 2 a k  =  +  ➢半波带法 k =1,2,3,  A1 A2 C  / 2 a A B a 缝长 A B o A Q B  R L P C A1  / 2 L

P BC=asin = 士k 0 2 (飞个半波带) asin=0 中央明纹中心 asin0=±2k =±k入 干涉相消（暗纹） 2k个半波带 2 snB=(2k+1片 干涉加强（明纹） 2k+1 个半波带 asin0≠k (介于明暗之间) (k=1,2,3,》 2

(k =1,2,3, ) sin 2 2 a k k    =  =  干涉相消（暗纹） sin (2 1) 2 a k   =  + 干涉加强（明纹） sin 2 a k    （介于明暗之间） L o R P A Q B A1 A2  C  / 2 BC a = sin 2  = k （ k 个半波带） 2k 个半波带 个半波带 2k +1 asin 0  = 中央明纹中心

>光强分布图 2=士k元 干涉相消（暗纹) asin0=±(2k+)2 干涉加强（明纹） 2 3 ￥Snθ a a a

sin  I o a  2 a  3 a  a  2 − a  3 − a  − sin (2 1) 2 a k   =  + 干涉加强（明纹） sin 2 2 a k k    =  =  干涉相消（暗纹） ➢光强分布图

当O较小时，sin0≈0 2 3 元 si 0 a a a 34 X

L1 L2 f  a S R P  O x x sin  x =f 当  较小时， f x a  f a  − 2 f a  2 f a  3 f − a  − 3 f a  sin  I o a  2 a  3 a  a  2 − a  3 − a  −