高二物理竞赛衍射的分类课件.pptx

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1、1衍射的分类衍射的分类菲涅耳衍射：菲涅耳衍射： 光源和接收屏幕距离衍射屏幕有限远光源和接收屏幕距离衍射屏幕有限远步骤步骤（1）把波前分割成为一系列环形半波带）把波前分割成为一系列环形半波带（2）求出每个半波带的复振幅）求出每个半波带的复振幅(3) (3) 求求P P0 0点的合振幅：点的合振幅：则：则： （4）比较各个振幅的大小）比较各个振幅的大小球冠面积：球冠面积： 其中：其中： ，得：得： 仅随仅随 变化，随变化，随k的增加缓慢减小，的增加缓慢减小，最后趋近于零。最后趋近于零。 把把 看成半波带面积看成半波带面积 则：则： 是一个常量是一个常量 由菲涅耳原理可知：由菲涅耳原理可知：即即：

2、可见：可见： 即：即： 求露出前求露出前n个半波带的圆孔衍射中心个半波带的圆孔衍射中心 场点场点Po处的合振幅处的合振幅 求遮住前求遮住前n个半波带的圆屏衍射中心个半波带的圆屏衍射中心 场点场点Po处的合振幅处的合振幅讨论讨论：（1）圆孔衍射中心场点）圆孔衍射中心场点P0处的总振幅处的总振幅 也可以通过下述计算得到：也可以通过下述计算得到：（2）有限个奇偶半波带可以相互抵消，）有限个奇偶半波带可以相互抵消，无限个半波带的无限个半波带的奇偶半波带奇偶半波带不能相互抵消。不能相互抵消。（3）自由传播时，由于）自由传播时，由于 时，时， 时，时， ，Po点处是亮点点处是亮点 ，Po点处是暗点点处是暗

3、点 （4）若衍射圆孔逐渐增大）若衍射圆孔逐渐增大时，时， 时，时， Po点处是亮点点处是亮点 Po点处是暗点处是暗点点 随包含的半波带数目逐渐增多，随包含的半波带数目逐渐增多，中心强度的亮暗交替变化。中心强度的亮暗交替变化。随着距离随着距离b的变化，的变化，中心强度的亮暗也交替变化。中心强度的亮暗也交替变化。（5）由圆屏衍射的振幅公式）由圆屏衍射的振幅公式 可知：可知：随圆屏半径的增大，随圆屏半径的增大，无论无论n是奇还是偶，中心场点总是亮的。是奇还是偶，中心场点总是亮的。（6）半波带法的适用条件）半波带法的适用条件只适用于能将圆孔或圆屏只适用于能将圆孔或圆屏整分成半波带时的情况。整分成半波带

4、时的情况。处理步骤处理步骤(1)将半波带分割成将半波带分割成 m个更窄的小环带个更窄的小环带 (2)写出每个小环带在写出每个小环带在P0点的复振幅点的复振幅 .(3)画出矢量图画出矢量图(4)连接首尾矢量，得到连接首尾矢量，得到合成矢量合成矢量A，则，则 半波带半波带在在P0点产生的光强为：点产生的光强为：矢量图是正多边形，矢量图是正多边形，注意：注意：一个完整半波带首尾矢量的一个完整半波带首尾矢量的位相差是位相差是 讨论讨论（1）若被分割的是整个半波带，）若被分割的是整个半波带， 时时 ,矢量图为半圆形矢量图为半圆形 弧线，合成矢量弧线，合成矢量 为半圆的直径。为半圆的直径。（2）如果露出）如果露出m个半波带个半波带由于倾斜因子的影响，随半波带由于倾斜因子的影响，随半波带序号的增长，每个半波带形成的序号的增长，每个半波带形成的合矢量（半园的半径）逐渐收缩，合矢量（半园的半径）逐渐收缩，矢量图形成螺旋线。矢量图形成螺旋线。