大学物理14光学

1、 大学物理大学物理 11-6 光的衍射光的衍射 Diffraction of Light理学院物理系 王 强2022年2月25日星期五第第1111章章 光学光学11-6 11-6 光的衍射光的衍射 Diffraction of Light一、波的衍射现象一、波的衍射现象 Diffraction Phenomena of Wave 波在传播过程中，遇到障碍物后不沿直线传波在传播过程中，遇到障碍物后不沿直线传播而向各方向绕射的现象。播而向各方向绕射的现象。二、光的衍射现象二、光的衍射现象 Diffraction Phenomena of Light 当光遇到小的障碍物（小孔、金属细线）时，也当光遇

2、到小的障碍物（小孔、金属细线）时，也出现偏离直线传播而进入几何阴影区，并在屏幕上出出现偏离直线传播而进入几何阴影区，并在屏幕上出现现光强不均匀分布光强不均匀分布的现象。的现象。 说明光是波动说明光是波动 大学物理大学物理 11-6 光的衍射光的衍射 Diffraction of Light理学院物理系 王 强2022年2月25日星期五第第1111章章 光学光学11-6 11-6 光的衍射光的衍射 Diffraction of Light 大学物理大学物理 11-6 光的衍射光的衍射 Diffraction of Light理学院物理系 王 强2022年2月25日星期五第第1111章章 光学光学

3、夫夫 琅琅 禾禾 费费 衍衍 射射光源与缝、屏与缝相距光源与缝、屏与缝相距无限远无限远缝缝1L2L在实验中实现在实验中实现夫琅禾费衍射夫琅禾费衍射SRP菲菲 涅涅 尔尔 衍衍 射射缝缝PS 光源与缝或屏与缝相距光源与缝或屏与缝相距有限远有限远 大学物理大学物理 11-6 光的衍射光的衍射 Diffraction of Light理学院物理系 王 强2022年2月25日星期五第第1111章章 光学光学三、三、惠更斯原理惠更斯原理 Huygens Principle 波阵面波阵面( (波前波前) )上的每一点都可视为发射上的每一点都可视为发射次波次波( (子波子波) )的波源，在其后的任一时刻，这

4、些的波源，在其后的任一时刻，这些次波次波( (子波子波) )的的包络包络面面就是就是该时刻的波阵面（波前）该时刻的波阵面（波前）。 大学物理大学物理 11-6 光的衍射光的衍射 Diffraction of Light理学院物理系 王 强2022年2月25日星期五第第1111章章 光学光学 惠更斯原理可定性地说明衍射现象惠更斯原理可定性地说明衍射现象，但不能解，但不能解释光的衍射图样中光强的分布。释光的衍射图样中光强的分布。 菲涅耳假定：菲涅耳假定： 波在传播过程中，从波在传播过程中，从同一波阵面上各点发出的同一波阵面上各点发出的子波，经传播而在空间某子波，经传播而在空间某点相遇时，产生点相遇

5、时，产生相干叠加相干叠加。四、四、惠更斯惠更斯-菲涅耳原理菲涅耳原理 Huygens-Fresnel principle三、三、惠更斯原理惠更斯原理 Huygens Principle 大学物理大学物理 11-6 光的衍射光的衍射 Diffraction of Light理学院物理系 王 强2022年2月25日星期五第第1111章章 光学光学 根据这一原理，原则上可计算任意形状孔径的衍射问题根据这一原理，原则上可计算任意形状孔径的衍射问题SdSre： 时刻波阵面时刻波阵面 tS*PdS：波阵面上面元：波阵面上面元 ( (子波波源子波波源) )0)(2cos)(rTtrdSCKdESdSrTtr

6、KCE0)(2cos)( 大学物理大学物理 11-7 单缝衍射单缝衍射 Single Slit Diffraction理学院物理系 王 强2022年2月25日星期五第第1111章章 光学光学11-7 11-7 单缝衍射单缝衍射 Single Slit Diffraction一、一、单缝单缝的的夫琅禾费衍射夫琅禾费衍射 大学物理大学物理 11-7 单缝衍射单缝衍射 Single Slit Diffraction理学院物理系 王 强2022年2月25日星期五第第1111章章 光学光学11-7 11-7 单缝衍射单缝衍射 Single Slit Diffraction一、一、单缝单缝的的夫琅禾费衍射

7、夫琅禾费衍射理学院物理系 王 强2022年2月25日星期五第第1111章章 光学光学二、二、菲涅尔菲涅尔半半波带法波带法LoRPAB1A2AC2/NbBC2sin2（ 个半波带）个半波带）N, 3,2, 1,22sinkkb（干涉减弱干涉减弱）, 3, 2, 1,2) 12(sinkkb0, 0sinb1 1、中央明纹中心中央明纹中心（干涉加强干涉加强） 大学物理大学物理 11-8 圆孔衍射圆孔衍射 Circular Hole Diffraction理学院物理系 王 强2022年2月25日星期五第第1111章章 光学光学11-8 11-8 圆孔衍射圆孔衍射 Circular Hole Diff

8、raction一、一、圆孔圆孔的的夫琅禾费衍射夫琅禾费衍射 大学物理大学物理 11-8 圆孔衍射圆孔衍射 Circular Hole Diffraction理学院物理系 王 强2022年2月25日星期五第第1111章章 光学光学Dfd22.12 大学物理大学物理 11-8 圆孔衍射圆孔衍射 Circular Hole Diffraction理学院物理系 王 强2022年2月25日星期五第第1111章章 光学光学二、瑞利二、瑞利( (Rayleigh) )判据判据 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），一个点光源的衍射图样的一个点光源的衍射图样的主极

9、大中心主极大中心刚好和另一点光刚好和另一点光源衍射图样的源衍射图样的第一极小中心第一极小中心相相重合重合，这时两个点光源，这时两个点光源（或物点）恰为这一光学仪器所分辨（或物点）恰为这一光学仪器所分辨. .08 . 0 I 大学物理大学物理 11-8 圆孔衍射圆孔衍射 Circular Hole Diffraction理学院物理系 王 强2022年2月25日星期五第第1111章章 光学光学最小分辨角最小分辨角:三三、光学仪器的分辨本领光学仪器的分辨本领*1s2sf2dDfd22. 120Dfd22. 12光学仪器的通光孔径光学仪器的通光孔径DD22.1000 大学物理大学物理 11-8 圆孔衍射圆孔衍射 Circular Hole Diffraction理学院物理系 王 强2022年2月25日星期五第第1111章章 光学光学三三 光学仪器的分辨本领光学仪器的分辨本领光学仪器分辨率光学仪器分辨率22.110D*1s2sf2dDfd22. 120Dfd22. 12光学仪器的通光孔径光学仪器的通光孔径D00 大学物理大学物理 11-8 圆孔衍射圆孔衍射 Circular Hole Diffraction理学院物理系 王 强2022年2月25日星期五第第1111章章 光学光学 大学物理大学物理 11-8