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_论文班 级:_学 号:_姓 名:_代课老师:_光的衍射及应用摘要:光波也正如其他类型的波一样, 在其自由传播过程中,当受到某种形式的障碍物的阻挡时,都将产生与自由传播方向相偏离的传播现象称为光的衍射。光波在哪个方向受限制,就往哪个方向衍射;当障碍物大小与光波的波长接近时,衍射现象最明显。衍射使得一切几何影界失去了明锐的边缘。关键字:衍射,菲涅尔衍射,夫琅禾费衍射衍射是一切波所共有的传播行为。日常生活中声波、水波、广播等的衍射易为人觉察。但是,光的衍射现象却不易为人们所觉察,这是因为可见光的波长很短,以及普通光源是非相干光源。实际的衍射现象可以分为两种类型:菲涅尔衍射与夫琅禾费衍射。对于菲涅尔衍射,平面上复振幅分布为Ux,y=-+Ux0,y0h(x-x0,y-y0)dx0dy0式中hx-x0,y-y0=1jrejkr假定z远大于孔径及观察区域的最大线度,采用傍轴近似则,分母中r=z;复指数中r=z2+(x-x0)2+(y-y0)2z1+12(x-x0z)2+12(y-y0z)2于是hx-x0,y-y0=1jrexpjkzexpjk2z(x-x0)2+(y-y0)2所以就得到菲涅尔衍射的计算公式Ux,y=1jzexpjkz-+Ux0,y0expjk2z(x-x0)2+(y-y0)2dx0dy0当z进一步增大时,即zk2(x02+y02)max,rz+x2+y22z-xx0+yy0z由此可导出夫琅禾费衍射公式hx-x0,y-y0=1jzexpjkzexpjk2z(x2+y2)-+Ux0,y0exp-j2z(xx0+yy0)dx0dy0=1jzexpjkzexpjk2zx2+y2FUx0,y0fx=xz,fy=yz简单应用: 沃森和克里克在研究DNA结构时,他们看了DNA分子的衍射图后,很快就领悟到了DNA是双螺旋结构;迈克尔逊发明光学干涉仪,从而否定了以太的存在,并将其应用于光谱学和基本度量学研究;利用晶体中X射线的衍射现象,还可以研究晶体结构;利用光栅光谱可测定特定波长和相应的波强度,从而获得其元素组成及含量;光的衍射决定了光学仪器的分辨率;生活中当我们凝视灯光或是在夜晚散步仰望星空时,都可以看到放射形的光芒,而且在我们眯着眼睛时,这种现象会更明显。参考文献:1梁铨延.物理光学.北京:机械工业出版社,19872安连生.应用光学.北京:北京理工大学出版社,20023王文生.应用光学.武汉:华中大学出版社,20104程守洙,江之永.普通物理学.北京:高等教育出版社,20065姚启钧.光学教程(第三版).北京:高等教育出版社,20026赵凯华,钟锡华.光学.北京:北京大学出版社,19827宣桂鑫.光学.上海:华东师范大学出版社,19888吕乃光.傅里叶光学(第二版).北京:机械工业出

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