2020山大附中高中物理竞赛提升版课件(光学)16矩孔和单缝的夫琅和费衍射(共14张PPT).ppt

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1、2020高中物理竞赛光学,山大附中物理竞赛教研组编（提升版理论知识篇）8,4矩孔和单缝的夫琅和费衍射一夫琅和费衍射实验装置,L2,P0,P,f,实验中平行光束垂直入射到衍射屏上，衍射后的平行光经透镜会聚于焦平面上，产生衍射条纹。,（x1、y1）,(x、y),依照图中所选取的坐标系，应用夫琅和费衍射计算公式，P点子波叠加的复振幅为：,因为衍射屏上是平行光垂直入射，所以屏上波面的复振幅分布应为常数A，所以P点复振幅式简化为,矩孔衍射设夫琅和费衍射装置中衍射屏上的开孔为矩形，则观察屏上所得为矩孔衍射花样，如图511所示。衍射花样整体表现为亮斑和暗斑在沿x轴和y轴方向上的间隔分布。衍射花样的光强分布可

2、以通过刚刚得出的夫琅和费衍射计算公式求得。参见图512，选取矩孔中心为坐标原点，x轴方向上矩孔边长为a，y轴方向上矩孔边长为b,根据夫琅和费衍射计算公式，观察屏上P点的复振幅为：,实际衍射图样中绝大部分光能量都集中于中央主最大亮斑内，因此将中央亮斑作为衍射扩展的主要范围，以两轴上的坐标来表示，这个扩展范围是：,由坐标式可知：衍射扩展与矩孔宽度成反比，与光波长成正比。当a、b时，衍射可忽略。,四单缝衍射当矩孔一个边长比另一边长大得很多时，产生的衍射称为单缝衍射，如图516所示。在图示情况下，y轴方向上的衍射可忽略，仅在x轴上有衍射花样存在，衍射强度分布公式为：,5圆孔的夫琅和费衍射圆孔夫琅和费衍射装置见图518。设圆孔半径为a.考虑到圆孔的对称性，在计算衍射强度时采用了极坐标，图中各点的直角坐标和极坐标之间的关系为：,由光强表达式可知，P点光强与衍射角有关，即与r有关，但与无关，所以圆孔衍射花样为明暗相间的圆环条纹。,与单缝衍射一样，中央主最大亮纹集中了衍射的绝大部分光能量，圆孔衍射中央主最大亮纹通常称为爱里斑，它的角半径为：,THEEND祝大家竞赛顺利、学业有成,谢谢观看！,