单缝的夫琅禾费衍射.ppt

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1、同学们好！,*,179 单缝的夫琅禾费衍射,一. 装置,缝宽a：其上每一点均为子波源，发出衍射光,衍射角：衍射光线与波面法线夹角,0 中央明纹中心,0，衍射光线汇集于L2的焦点,0 P处光强可由菲涅耳公式计算,0，衍射光线汇集于L2的焦平面上某点P,对应的单缝a被分为 k个半波带,二、菲涅耳半波带法（半定量方法）,两两相消，屏上相聚点为暗纹,k为偶数：,k为奇数:,剩下一个半波带中的衍射光线未被抵消,对应的屏上相聚点为明纹中心,对应非明、暗纹中心的其余位置,1.明暗纹条件,1.明暗纹条件,2.明纹角宽度、线宽度,角宽度：,相邻两暗纹中心对应的衍射角之差,线宽度：,观察屏上相邻两暗纹中心的间距,

2、（1）中央明纹,当 时，1 级暗纹对应的衍射角,角宽度为：,线宽度为：,（2）次明纹,前提仍然是很小,越大， 越大，衍射效应越明显.,（1）入射波长变化，衍射效应如何变化 ?,3.条纹移动,白光入射有色散作用,（2）单缝宽度变化，中央明纹宽度如何变化？,/a 衍射反比率,缝越窄，衍射越明显，衍射反比率反映了障碍物与光波之间限制和扩展的辩证关系，限制范围越紧，扩展现象愈显著，在何方限制，就在该方向扩展；,其次包含着放大，a越小， 越大，是一种光学变换放大，这正是激光测径和衍射用于物质结构分析的基本原理。,当a时，0，几何投影斑，过渡到几何光学（a103 以上）,当a10 103 时，衍射显著,当

3、a时，衍射极端显著，全衍射，向光的散射过渡,（3）单缝沿垂直于轴线的方向上下稍稍移动时,条纹不移动,单缝上移，零级明纹仍在透镜光轴上.,（4） 若平行光非垂直入射,（中央明纹向下移动）,（中央明纹向上移动）,4.条纹亮度分布,中央明纹中心:,全部光线干涉相长,一级明纹中心:,二级明纹中心:,(由菲涅尔波带法：),中央明纹集中大部分能量，明条纹级次越高亮度越弱.,讨论：,（1）单缝衍射明暗纹条件是否与双缝干涉明暗纹条 件矛盾？,不矛盾！单缝衍射不是两两相干光线的光程差，而是衍射角为的一束光线的最大光程差。,（2）单缝衍射明暗纹条件中 k 值为什么不能取零？,暗纹公式中，k0，0，为中央明纹中心，不是暗纹,明纹公式中，可k0， /2，仍在中央明纹区,不是明纹中心,（3）暗纹和中央明纹位置精确，其他明纹位置只 是近似,每条光线在屏上引起光振动振幅相等,两相邻光线相位差,两相邻光线光程差,三、振幅矢量法（定量方法）,令,即中央明纹中心处振幅,则,当0时，u0，,请与半波带法比较,