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1、光的衍射,第二章波光學(xué)的基本原理,第五光的衍射現(xiàn)象和惠更斯布萊奈爾原理,第一光的衍射現(xiàn)象,第一光的衍射現(xiàn)象,第一)衍射的定義:光波在傳播過程中遇到障礙物時(shí),光線偏離直線傳播,強(qiáng)度再分配的現(xiàn)象。衍射光繞過障礙物,離開直線,移動(dòng)到幾何陰影區(qū)域,屏幕上的光強(qiáng)度沒有均勻分布。和光的干涉現(xiàn)象一樣,是光的本質(zhì)特性之一。2)衍射裝置:為什么我們可以很容易地觀察聲波,無線電波的衍射,但很難觀察光波的衍射呢?因?yàn)槁暡ê蜔o線電波的波長很長(約數(shù)百米),自然界有這種規(guī)模的障礙物或空隙(例如墻壁、山丘、建筑物等),很容易出現(xiàn)衍射現(xiàn)象。光波的波長很短(4000-7600)。自然界通常沒有這么小的障礙物或縫隙,光主要表現(xiàn)
2、為直線傳播的特性。產(chǎn)生衍射現(xiàn)象的條件:主要取決于障礙物或縫隙的先導(dǎo)和波長大小的比較。3)衍射強(qiáng)度和障礙物尺寸關(guān)系:上:衍射效果不明顯。衍射效果明顯。向散射的切換,4)各種衍射現(xiàn)象,5)衍射現(xiàn)象的特性,(1)有限的方向,衍射圖案向哪個(gè)方向擴(kuò)展。*偏離直線的意義*針線活寬度和波長的關(guān)系*限制和擴(kuò)展,在衍射屏幕上光束的方向受到限制時(shí),接收屏幕的衍射圖案向該方向擴(kuò)展。光孔道越小,對光束的限制越大,衍射圖案就越擴(kuò)大。也就是說,衍射效果會變強(qiáng)。光孔的引導(dǎo)和衍射圖案的擴(kuò)展之間存在反比關(guān)系。Huygens-Fresnel原理、hoygen spresnel原理、hoygen spresnel原理、hoygen
3、 spresnel原理、2)原理的數(shù)學(xué)表達(dá)式:(相干疊加-復(fù)振幅線性疊加),3)假設(shè):光洞部分的復(fù)振幅:光幕部分的復(fù)振幅:其他部分的積分為零如果,和,1)衍射屏的特性:自由傳播的情況。已知:(1)或瓦耳比內(nèi)的原理,以下公式也不成立:是的,1)干擾是來自離散點(diǎn)源的光波的一致疊加,衍射是來自連續(xù)二次波源的二次波的一致疊加。2)干涉的疊加是總和,衍射的疊加是積分的和。3)離散點(diǎn)源的光按幾何光學(xué)規(guī)律傳播,次波源的光一般不符合幾何光學(xué)傳播規(guī)律。6菲涅耳圓孔和圓屏衍射,1菲涅耳圓孔和圓屏衍射,1)衍射裝置,2)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,衍射圖案是亮暗的同心環(huán),中心點(diǎn)可以亮也可以暗。,孔徑變化,衍射圖案中心的明暗交替變化。移動(dòng)屏幕,衍射圖案中心的明暗交替變化,圓形屏幕的衍射圖案也是同心環(huán),但衍射圖案的中心總是亮點(diǎn)。中心強(qiáng)度隨著變化敏感,隨著距離變化緩慢。2半波代法,1)需要解決的問題是在菲涅爾衍射中心點(diǎn)Po中獲取光的強(qiáng)度。2)求解方法,近似方法,(半波臺方法是處理載波干涉疊加的簡化方法),3)階段,(1)將中斷分割為一系列環(huán)形半波臺,(2)求出每個(gè)半波臺的復(fù)振幅,(3)求出P0點(diǎn),半波臺面積用菲涅爾原理就知道了。,(5)通過圓形屏幕衍射的振幅公式表示。也就是說,隨著圓形屏幕半徑的增加,中心
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