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1、第十三章 光的衍射光的衍射现象：光波在空间传播遇到障碍时，其传播方向会偏离直线传播，弯入到障碍物的几何阴影中，并呈现光强的不均匀分布的现象。光的衍射是光的波动性的主要标志之一。衍射现象的分类：（1）菲涅耳衍射：距离衍射屏近处的衍射。（2）夫琅和费衍射：距离衍射屏无限远处的衍射。光的衍射现象的发现（1651年格里马迪）sAB衍射屏接收屏光源衍射屏的作用： 用复振幅透射系数 表征其特征， 衍射研究的问题:照明光场、衍射屏特性衍射光场分布； 衍射屏、观察屏衍射分布照明光场特性；照明光场、要求的衍射场分布设计、制造衍射屏从一个面上的光场分布求取传播到另一面上时的分布131.光波的标量衍射理论一、惠更斯

2、菲涅耳原理 1690 论光惠更斯1、惠更斯原理：（1）波阵面的形成，（2）光波的传播方向。2、惠更斯菲涅耳原理波阵面外任一点光振动应该是波面上所有子波相干叠加的结果。点光源S对P点的作用光波通过圆孔的惠更斯作图法SDDK波阵面外任一点光振动应该是波面上所有子波相干叠加的结果。子波向P点的球面波公式子波法线方向的振幅子波振幅随q角的变化当q = 0 时，K(q)=Max, q= p/2 时，K(q)=0.若S发出的光源振幅为A（单位距离处）ZZ范围内的波面上的面元发出的子波对P点产生的复振幅总和为：菲涅尔假设：（实验证明是不对的）求解此公式主要问题：C、K(q)没有确切的表达式。二、菲涅耳基尔霍

3、夫衍射公式（确定了C、K(q)1、惠更斯菲涅耳原理的缺陷：（1）假设次波与次波干涉概念，未与基本原理相联系（2）人为假设了 ，未给出 和C的具体形式2、菲涅耳基尔霍夫衍射积分公式主要思想 （1）波动微分方程+格林定理基尔霍夫衍射积分定理 指出：波源在某一衍射场P点引起的波振动决定于包围P点的封闭曲面上各部分在该点引起的波动的叠加。 （2）基尔霍夫衍射积分定理+边值条件用于光的衍射现象边值条件：a）开孔面上的复振幅分布由入射波决定，与孔径屏不存在时一样。b）在屏的不透明部分，其复振幅近似为零。得出了比较严格的衍射计算公式:基尔霍夫衍射积分公式解释其中，方向角 ( n, l ) 和 ( n, r )为S的法线与 l 和 r 的夹角。表明：P点处复振幅由S多个虚设的子波源产生。表示子波的振幅在各个方向上是不同的，其值在0与1之间表示子波的振动超前于入射波90将近似条件代入基尔霍夫公式得到近似式：三、基尔霍夫衍射公式的近似孔径 S的衍射1.傍轴近似（两点近似）(1)(2)在振幅项中(3)设定孔径函数孔径 S的衍射进一步的计算需要将exp( ikr )中的r表示成坐标的函数。它在 之外在 之内2.菲涅耳近似（对位相项的近似）(级数展开式当z1大到一定程度时，取前两项：称为菲涅耳近似。得到菲涅耳衍射计算公式：3.夫琅和费近似继续展开取上式前三项得到夫琅

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