物理学21衍射.ppt
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1、1,第二十一章 光的衍射,21.1 单缝的夫琅和费衍射,21.1.1 光的衍射现象,衍射(绕射)现象是指波绕过障碍物而传播的现象衍射现象是波动的重要特征之一,波的衍射现象是否显著与波长的大小有关: 波长越大、效果越显著 光波的波长较小,光的衍射现象较难观察到,机械波(声波)衍射现象-门后听见说话声 电磁波(长波段无线电波)-绕过高山传播,2,3,(1)、菲涅耳衍射(近场衍射) -光源很近或观察屏很近 (2)、夫琅和费衍射(远场衍射) -光源在无穷远(平行光)同时观察屏也在无穷远处,光的衍射分类,4,夫琅和费衍射的实现,5,6,从同一波阵面上各点发出的子波是相干波。,光波阵面上每一点都可以看作新
2、的子波源,以后任意时刻,这些子波的包迹就是该时刻的波阵面。,成功地解释了光的传播方向的改变,但不解释衍射的光强分布!,21.1.2 惠更斯菲涅耳原理,惠更斯:1690 年,菲涅耳补充:1818 年,7,P 点的光强取决于狭缝上各子波源到P点的光程差。,21.1.3 单缝夫琅和费衍射,8,菲涅耳半波带法,AB 间各子波源至O点的光程相等,在O点干涉加强,形成中央(0级)明条纹,(1)、屏上O 点,9,(2)、屏上 P 点至 AB 间各子波源的最大光程差,10,当满足,可将单缝 AB 分成两部分AM、BM,AM 称为一个半波带、BM 也称为一个半波带,两个半波带对应的子波源位相差为,相邻的两个半波
3、带发出的光在 P 点干涉相消,此时 P 点为暗条纹中心(1 级暗纹),11,分成三个半波带,相邻两个相消,剩下一个半波带不抵消,形成 1 级明纹,比中央明纹稍弱。,分成四个半波带,相邻两个相消,形成 2 级暗纹。,12,13,单缝衍射条纹特点:,(2)、明条纹的角宽度,(1)、暗条纹的角位置,中央明条纹的角宽度,其他明条纹的角宽度,中央明纹的角宽度是其他明纹角宽度的 2 倍,14,(3)、条纹的位置,暗条纹中心位置,明条纹中心位置,中央明纹的宽度,其他明纹的宽度,15,演示 缝宽改变对条纹宽度的影响,16,演示 波长改变对条纹宽度的影响,17,(1)、求中央明条纹的宽度?,平行光垂直入射单缝上,例题-1,18,(2)、求一级明条纹的宽度?,(3)、求一级明条纹位置?,(4)、在一级明纹位置看,狭缝处波面可分为几个半波带?,k = 1 时,最大光程差,所以,狭缝处可以分为 3 个半波带。,19,小 结:,单缝的夫琅和费衍射,半波带法:,中央明纹,暗条纹,明条纹,暗条纹中心,明条纹中心,20,中央明条纹的宽度,其它明条纹的宽度,21,1、理解惠更斯-菲涅耳原理; 2、掌握利用半波带法分析单缝夫琅和费衍射条纹分 布规律; 3、掌握单缝的夫琅和费衍射暗条纹位置的计算方法; 4、能够分析缝宽及波长对单缝衍射条纹分布的影响;,要求:,进行小测试,
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