衍射原理PPT课件

.,1,光的衍射,.,2,本章内容,惠更斯-菲涅耳原理,Huygens-Fresnelprinciple,单缝的夫琅禾费衍射和矩孔衍射,Fraunhoferdiffrractionatrectangularapertureandtheslit,夫琅禾费圆孔、圆环和多边形孔衍射,Franhoferdiffractionatvariousformapertures,光栅衍射,gratingdiffraction,.,3,衍射：波在传播过程中遇到障碍物偏离几何路径传播（进入几何阴影区）的现象,1光的衍射,凡是不能用反射折射予以解释的光偏离直线传播的现象,一.,.,4,一切波都能发生衍射，通过衍射把能量传到阴影区域，能够发生明显衍射的条件是：障碍物或孔的尺寸跟波长差不多,机械波的衍射一般比较明显，如：声波的衍射（隔墙有耳）声波的波长（）：17m-1.7cm,光波的衍射一般不明显，（：0.7m0.4m)故此时可粗略地认为：光是沿直线传播的,.,5,缝较大时，光是直线传播的,缝很小时，衍射现象明显,阴影,屏幕,1、衍射现象,.,6,.,7,.,8,.,9,1.衍射与干涉一般是同时存在的,共同本质形式上区别,2.衍射是一切波动固有的特性,障碍物限度与的比,3.引起衍射的障碍物分,振幅型孔缝位相型光学厚度nh不均匀的玻璃板,只要以某种方式使波前或位相发生变化引入空间不均匀性,这种不均匀性的特征限度与在一定范围,4.若/a趋于零衍射现象消失几何光学是/a趋于零的极限情况,.,10,惠更斯菲涅耳原理,惠更斯原理：在波的传播过程中，波阵面（波面）（相位相同的点构成的面）上的每一点都可看作是发射子波（次波）的波源，在其后的任一时刻，这些子波的包迹就成为新的波阵面。,平面波,t+t时刻波面,ut,波传播方向,t时刻波面,.,11,波的衍射,水波的衍射,惠更斯菲涅耳原理,惠更斯原理可定性地说明衍射现象，但不能解释光的衍射图样中光强的分布。也就是没有回答光振幅的传播问题，没有回答光相位的传播问题,波的传播过程，可以看作是次波中心不断地衍生出新的次波的过程,.,12,1)波传到的任意点都是次波的中心2)包围光源的任一波前上各次波在空间各点进行相干叠加概括为：波面上各点均是相干次波源惠菲原理提供了用干涉解释衍射的基础菲涅耳发展了惠更斯原理从而深入认识了衍射现象,惠更斯菲涅耳原理,.,13,从同一波阵面上各点所发出的子波，经传播而在空间某点相遇时，也可相互叠加产生干涉现象。,若取,时刻波阵面上各,的子波初相为零，,在P点引起的,t,=,0,d,S,点发出,则面元,光振动为：dE,d,S,r,P,.,S,.,14,C,E,d,r,(,),t,cos,2,=,K,d,S,(,),r,C,比例常数。,倾斜因子。,(,),K,当,(,),K,.,15,C,E,d,r,(,),t,cos,2,=,K,d,S,(,),r,P点的光振动（惠更斯原理的数学表达）为：,P点光强：,.,16,菲涅耳-基尔霍夫衍射积分公式,基尔霍夫对菲涅耳的积分公式作了严格的数学论证，得到以下结论：（1）确定了积分常数和倾斜因子的表达式,.,17,衍射的分类,远场衍射,(2)夫琅禾费衍射,光源S、衍射屏R、观察屏P,只要有两者为有限远,(1)菲涅耳衍射,10-