2021-2022学年高二物理竞赛课件：圆孔衍射 光学仪器分辨本领.pptx

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1、圆孔衍射圆孔衍射 光学仪器分辨本光学仪器分辨本领领河南城建学院 杜亚冰一一 圆孔衍射圆孔衍射艾艾里里斑斑：艾里斑直径：艾里斑直径圆孔衍射圆孔衍射 光学仪器分辨本领光学仪器分辨本领问问:为什么我们看不清远处的物体呢为什么我们看不清远处的物体呢？河南城建学院 杜亚冰干涉相消（干涉相消（暗纹暗纹暗纹暗纹）干涉加强（干涉加强（明纹明纹明纹明纹）（介于（介于明明暗暗之间）之间）（个半波带）个半波带）个半波带个半波带 个半波带个半波带中央明纹中心中央明纹中心河南城建学院 杜亚冰讨讨 论论暗纹暗纹明纹明纹中央明纹集中大部分能量，明条纹中央明纹集中大部分能量，明条纹级次越高亮度越弱级次越高亮度越弱。全部光线干

2、涉相长全部光线干涉相长一级明纹中心一级明纹中心:二级明纹中心二级明纹中心:光强分布：光强分布：中央明纹中心中央明纹中心:河南城建学院 杜亚冰明、暗条纹明、暗条纹衍射角衍射角:中央明纹中心中央明纹中心暗纹暗纹明纹明纹河南城建学院 杜亚冰中央明纹中心中央明纹中心暗纹暗纹明纹明纹河南城建学院 杜亚冰中央明纹角宽度：中央明纹角宽度：明、暗条纹明、暗条纹角宽度角宽度：其余相邻其余相邻明明（或暗）（或暗）纹：纹：第一暗纹（第一暗纹（k=1）第一暗纹（第一暗纹（k=-1）（等于（等于两两第一级暗纹第一级暗纹对应的衍射角之和）对应的衍射角之和）河南城建学院 杜亚冰 明、暗明、暗条纹位置条纹位置:暗纹暗纹明纹明

3、纹河南城建学院 杜亚冰暗纹暗纹明纹明纹河南城建学院 杜亚冰 明、暗条纹明、暗条纹线宽度线宽度：中央明纹的线宽度：中央明纹的线宽度：其余相邻其余相邻明明（或暗）（或暗）纹：纹：第一暗纹第一暗纹第一暗纹第一暗纹（等于（等于两两第一级暗纹第一级暗纹间的距离）间的距离）河南城建学院 杜亚冰 一定，一定，越大，越大，越大，衍射效应越明显越大，衍射效应越明显.光直线传播光直线传播 增增大大，减减小。小。一定一定减减小小，增增大。大。衍射最大衍射最大第一暗纹的衍射角第一暗纹的衍射角中央明纹中心中央明纹中心暗纹暗纹明纹明纹河南城建学院 杜亚冰 单缝宽度单缝宽度b b变化，中央明纹宽度如何变化？变化，中央明纹宽

4、度如何变化？河南城建学院 杜亚冰越大，越大，越大，衍射效应越明显越大，衍射效应越明显.入射波长变化，衍射效应如何变化入射波长变化，衍射效应如何变化?河南城建学院 杜亚冰 讨论：讨论：下面单缝衍射图中，各条入射光线间距相下面单缝衍射图中，各条入射光线间距相等，等，问：问：1）光线）光线 1 与与 3 在幕上在幕上 P 点相遇时点相遇时,两光振两光振动的位相差为什么？动的位相差为什么？2）P 点是明还是暗？点是明还是暗？答答：1）1，3光线光线在在P 点相遇时点相遇时,两光振两光振动的位相差为动的位相差为 .2）P 点是点是暗暗点点.缝长缝长RP135135河南城建学院 杜亚冰 例例 一单色平行光

5、垂直入射一单缝，其衍射第三一单色平行光垂直入射一单缝，其衍射第三级明纹位置恰好与波长为级明纹位置恰好与波长为 600 nm 600 nm 的单色光垂直入射的单色光垂直入射该缝时衍射的第二级位置重合，试求该单色光的波长该缝时衍射的第二级位置重合，试求该单色光的波长.解解 河南城建学院 杜亚冰二二 瑞利判据瑞利判据 对于两个强度相等的不相干的点光源（物点），对于两个强度相等的不相干的点光源（物点），一个点光源的一个点光源的爱里斑中心爱里斑中心刚好和另一点光源刚好和另一点光源爱里斑边爱里斑边缘缘相重合相重合，这时两个点光源（或物点）恰为这一光学，这时两个点光源（或物点）恰为这一光学仪器所分辨仪器所分辨.