单缝衍射ppt课件

引言：波的衍射（绕射）,惠更斯原理解释,1,一光的衍射现象,当光线遇到尺寸与光波长差不多的障碍物时，不再遵循直线传播的规律，能传到障碍物阴影区域内，形成明暗相间的条纹的现象,2,衍射效果图,白光,3,4,衍射图样,5,思考：,1.如何用惠更斯原理解释光的衍射现象？,2.惠更斯原理能解释衍射条纹的明暗分布吗？,6,二惠更斯菲涅尔原理,7,1.能够定性解释为什么衍射会出现,2.概念衍射角,由于光的衍射效应导致光线偏离原直线方向的角度，直接反映了衍射效应的大小。,衍射角,明暗相间的条纹,8,明暗条纹都是光波相干叠加的结果,有限束光的相干叠加,无限个子波的相干叠加,强调光束间的相互作用,强调“绕弯”传播,3.干涉和衍射的比较,9,三衍射分类,近场衍射,远场衍射,10,11,四、单缝夫琅禾费衍射模型,12,（衍射角：向上为正，向下为负.）,单缝衍射的公式推导,13,暗纹中心,P点为暗纹中心（相邻两个半波带干涉相消）,若,14,偶数个半波带相互抵消，那么奇数个半波带呢？,明纹,15,干涉相消（暗纹中心）,干涉加强（明纹中心）,（介于明暗之间）,中央明纹中心,单缝衍射的明暗条件,16,1.条纹分布与位置（角位移、线位移）,根据公式，写出各级明、暗纹的位置,当较小时，,17,中央明纹两侧交替分布着各级明暗条纹,18,单缝衍射中，当衍射角满足时,阵面可分为_个半波带。,若将缝宽缩小一半，则此位置将变为,_条纹,10,明,练习1：,对应位置为_条纹，此时单缝的波,暗,19,单色光垂直入射到单狭缝上,缝宽为a,对应于某一衍射角,若满足,则(A)半波带数目为二个,对应第二级明条纹.(B)半波带数目为四个,对应第四级明条纹.(C)半波带数目为四个,对应第二级暗条纹.(D)半波带数目为四个,对应第四级暗条纹.,练习2：,20,2.明条纹宽度,干涉相消（暗纹）,21,写出中央亮纹和其他亮纹的角宽度和线宽度,22,条纹宽度（相邻条纹间距）,23,波长为,的单色光垂直入射到宽为,的单逢上，缝后有一焦距为,在透镜焦平面上观察衍射图样。求:（1）中央明纹宽度；（2）两个第三级暗纹的间距。,的透镜,练习：,24,3条纹亮度,25,4单缝衍射的动态变化,26,单缝宽度变化，中央明纹宽度如何变化？,27,越大，越大，衍射效应越明显.,入射波长变化，衍射效应如何变化?,28,29,单缝上下移动,30,单缝上移，零级明纹仍在透镜光轴上.因此，衍射图样不变,31,32,小结：,33,1,2,B,A,半波带,半波带,1,2,/2,暗纹,中央明纹(中心),34,惠更斯原理及其对衍射现象的解释,35,36,小结：,什么是光的衍射现象惠更斯菲涅耳原理3.光的衍射分类,37,衍射角,缝,衍射角：,由于光的衍射效应导致光线偏离原直线方向的角度，直接反映了衍射效应的大小。,38,子波在P点引起的振动振幅,39,例设有一单色平面波斜射到宽度为的单缝上（如图），求各级暗纹的衍射角.,解,由暗纹条件,40,例2如图，一雷达位于路边15m处，它的射束与公路成角.假如发射天线的输出口宽度，发射的微波波长是18mm，则在它监视范围内的公路长度大约是多少？,提示将雷达天线输出口看成是发出衍射波的单缝，衍射波能量主要集中在中央明纹范围内.,41,根据暗纹条件,42,中央明条宽度：角宽度,43,当时，可将缝分成三个“半波带”,P处近似为明纹中心,/2,形成暗纹。,当时,可将缝分成四个“半波带”,44,暗纹,明纹(中心),中央明纹(中心),45,（4）单缝衍射的动态变化,单缝上移，