大学物理第12章光的衍射.ppt

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1、2020/10/25,DUT 余 虹,1,大学物理助学,大连理工大学物理系,PHYH,余 虹,2020/10/25,DUT 余 虹,2,第12章 光的衍射,12.1 惠更斯菲涅耳原理,12.2 单缝夫琅禾费衍射,12.3 光学仪器的分辨本领,12.4 衍射光栅,12.5 X 射线的衍射,2020/10/25,DUT 余 虹,3,12.1惠更斯菲涅耳原理,一、光的衍射现象,返回2,2020/10/25,DUT 余 虹,4,2020/10/25,DUT 余 虹,5,三、菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射,2020/10/25,DUT 余 虹,6,在实验室实现夫琅禾费衍射,观察屏,光源在无限远，即平行光入射；

2、观察屏在无限远即观察平行光的相干情况。实现前者，可将光源放在透镜的焦点处；实现后者，只要将观察屏与透镜的焦平面重合。,2020/10/25,DUT 余 虹,7,P点的光强取决于狭缝上各子波源到此的光程差。,I,12.2 单缝夫琅禾费衍射,返回2,2020/10/25,DUT 余 虹,8,2020/10/25,DUT 余 虹,9,2020/10/25,DUT 余 虹,10,2020/10/25,DUT 余 虹,11,中央明纹,三、暗纹在焦平面上的位置,x,o,2020/10/25,DUT 余 虹,12,例题：单缝夫琅禾费衍射，若将缝宽缩小一半，焦平面上原来3级暗纹处，现在明暗情况如何？,1级明纹

3、,2020/10/25,DUT 余 虹,13,四、光强分布,x,o,设中央明纹中心光强 I0,明纹中心衍射角,得暗纹公式,2020/10/25,DUT 余 虹,14,一、夫琅禾费圆孔衍射,爱里斑,84% 能量,爱里斑的角半径,对光学仪器夫琅禾费圆孔衍射为主，而且只需考虑爱里斑。,12.3 光学仪器的分辨本领,仪器 孔径,返回2,2020/10/25,DUT 余 虹,15,二、仪器的分辨本领,恰好可分辨瑞利判据,2020/10/25,DUT 余 虹,16,人眼瞳孔：D =26mm =6823 ,望远镜： DM = 6m = 0.023 ,电子显微镜 R,例题：汽车二前灯相距1.2m，设 =600

4、nm 人眼瞳孔直径为 5mm。问：对迎面而来的汽车，离多远能分辨出两盏亮灯？,解：人眼的最小可分辨角,1.2m,2020/10/25,DUT 余 虹,17,广义：任何能够等间隔地分割光波阵面的装置都是衍射光栅。沙网、编的席子、扇子、眼睫毛 最简单：一组平行等宽等间隔的狭缝。,光栅常数 10-3-10-2 mm,10cm宽的光栅总刻痕数 N = 104105,一、光栅,12.4 衍射光栅,返回2,2020/10/25,DUT 余 虹,18,二、光强分布,2020/10/25,DUT 余 虹,19,2020/10/25,DUT 余 虹,20,2020/10/25,DUT 余 虹,21,2020/1

5、0/25,DUT 余 虹,22,2020/10/25,DUT 余 虹,23,2020/10/25,DUT 余 虹,24, = 0.5 m 的单色光垂直入射到光栅上，测得第3级主极大的衍射角为30o，且第4级为缺级。 求： （1）光栅常数d； （2）透光缝最小宽度a； （3） 对上述 a、d 屏幕上可能出现的谱线数目。,解：（1）,d =3 m,（2）缺4级,a =0.75 m,（3）,k = 0， 1， 2， 3， 5,9条！,例题,2020/10/25,DUT 余 虹,25,2020/10/25,DUT 余 虹,26,2、半角宽度,条纹细,2020/10/25,DUT 余 虹,27,2020/10/25,DUT 余 虹,28,2020/10/25,DUT 余 虹,29,亚铂氰化钡荧光屏,闪光,1895年伦琴发现X 射线，1906年获首届诺贝尔物理奖。,射线,射线不改变方向,不是带电粒子流，是电磁波！,加电、磁场,12.5 X 射线的衍射,闪光,闪光,返回2,2020/10/25,DUT 余 虹,30,2020/10/25,DUT 余 虹,31,2020/10/25,DUT 余 虹,32,作者 余 虹,