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文档简介
1、单缝和圆孔的夫琅和费衍射)衍射角为的子波会聚于点P,点P的光强决定于子波到达此处的光程差。 A、B两子波的光程差为 = BC = a sin 其它窄条子波到达点P的光程差,可根据上式按比例推算出来。 矢量图解法 计算点P光振动的振幅和光强。 A、B子波在P点的相位差 其它各点可根据上式按比例推算出来。 作矢量图如图,每个小矢量代表窄条子波对P光振动的奉献 2对O点,由于各子波相位相同 ,振幅 最大,为对P点,按几何关系得所以P点光振动的振幅为(而(由于AB = A0(所以光强为式中 此式为单缝夫琅禾费衍射的光强分布公式3(或)一样点的光强一样,亮暗条纹平行于单缝。光强分布的特点因 = 0, =
2、 0, , 光强为最大,为I0,称为主极大。 当 = k 时,即a sin = k,光强为零,即为暗条纹。 第一暗条纹所对应的衍射角为 点O 到第一暗条纹中心的角间隔 ,称为主极大的半角宽度0, 近似等于/a。 两相邻暗条纹之间的亮条纹,称为次极大。位置可以从式 的微商为零求得。 中央亮条纹的宽度等于各次极大的两倍,且绝大局部光能 都落在了中央亮条纹上。 4二、圆孔的夫琅禾费衍射 光源障碍物中央是个亮堂的圆斑,外围是一组同心的明环和暗环。中央明区集中了光能的83.8%。第一暗环对应的衍射角 称为艾里斑的半角宽,(它标志着衍射的程度)理论计算得:式中 为圆孔的直径,若 为透镜 的焦距,则艾里斑的
3、半径为:接收屏pdfDL5 例1:用波长为546 nm的绿色平行光垂直照射宽度为0.45 mm的单缝, 缝后放置一焦距为80 cm的透镜。求接收屏上得到的主极大的宽度。 解: 因主极大的半角宽度是第一暗条纹的衍射 角0,近似等于/a。所以主极大的宽度为6 例2:在圆孔的夫琅禾费衍射中,用波长为500 nm的单色平行光照射半径为0.10 mm的圆孔,假设透镜的焦距为0.50 m,求接收屏上艾里斑的半径;在其它条件都不变的情况下,只将圆孔的半径变为1.0 mm,问艾里斑的半径变为多大?这两个艾里斑上光强的比为多少? 解:根据公式 得 可见,孔径增大,艾里斑变小,衍射光的弥散程度也相应减小了。 7入射光强为I0,那么通过圆孔的光能流
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