光波的衍射的基本理论ppt课件

1、在本章中，内容13-1光波衍射基本理论13-3典型开口的夫琅和费衍射13-4光学成像系统的衍射和极限分辨率13-5多狭缝的夫琅和费衍射13-6衍射光栅，第13章光的衍射，思维方法：光波动性的两个主要标识牌：一、光的惠亨蛋奶酥内尔原理三，菲涅耳基尔霍夫衍射式四，巴注音字工具原理五，基尔霍夫衍射式的两个近似，第13-1光波的衍射基本理论，一.对与以往不同的衍射现象的认识2 .从衍射理论的发展，你能体会到什么？ 人类认知的规律是什么？ 对真理的追求是什么？ 1.1光的衍射现象是如下现象：当光波在空间中传输而产生故障时，其传播方向偏离直线传播，弯曲到障碍物的几何阴影，从而呈现光强不均匀分布。 衍射的进

2、一步理解、讨论与思考、一、光的衍射现象与衍射理论的发展、一. 2光的衍射理论的发展、一. 2光的衍射理论的发展、一、光的衍射现象与衍射理论的发展，是什么？ 什么？ 对于衍射的进一步理解、讨论、思考，直到总结1818年左右，没有人发现有可能基于波动理论说明衍射效果。 1818年，菲涅耳的萩作问世。 他在论文中，应用慧更斯画法，结合干扰作用原理，证明了可以解释衍射现象。 菲涅耳分析后，霍夫在基础上给出了完美的数学描述(1882年)。 二、惠亨蛋奶酥内尔原理三、惠亨斯基霍夫衍射式后，很多学者对此进行了广泛讨论。 以衍射问题的发展历史为参考，更完整地说，C.F.Meyer，The Diffractio

3、n of Light，X-ray，and Material Particles，(Chicago，The Diffraction of Light，X-ray ) 到1896年，索马菲得出了最初的解答。 他在重要的论文中研究了通过完全导电的半无限平面屏幕的平面波衍射。 之后，对少数其他衍射问题(二次元)也求出了严密解。 一、光的衍射现象和衍射理论的发展，总结3 :由于数学困难，往往有实际意义，必须采用近似方法。 在这些个的方法中，亥姆霍兹蛋奶酥理论是最有效的，适用于处理光学仪器面临的许多光学衍射问题。 因此，惠更斯-蛋奶酥内尔的原理是，惠更斯-基尔霍夫衍射式是本章学习的主要核心内容。 思考和讨

4、论，波的重日式榻榻米原理：在两个(或多个)波相遇的点上产生的合振是各个波单独在该点上产生的振动的矢量和。 波的重日式榻榻米遵循重日式榻榻米原理，光波也是一样。 重日式榻榻米原理是波动光学的基本原理。 波的重日式榻榻米原理显示了光波传播的独立性。 一个光波的传播方向不受另一光波的存在影响。 2 .两个光波相遇后，又分开，各光波仍保持固有特征(频率、波长、振动方向等)，沿原来的传播方向继续前进。 你不符点我吗？ 怎么理解？ 1.3衍射实验，光的衍射是光波动性的主要指标之一。光源和照明空间、衍射屏幕、衍射空间、衍射系统的构成、接收屏幕、基本问题、衍射现象的基本问题是，知道照明光场和衍射屏幕的特征，知

5、道衍射屏幕和屏幕上的衍射光场的分布是求屏幕上的衍射光场的分布， 众所周知，探索照明光场的某些特性，特别是发布照明光场和屏幕所需的衍射光场，设计、计算衍射屏幕的结构，制造衍射光学元件。 1.3衍射实验(Diffraction experiment)-了解基本问题、1.3衍射的基本问题、光源和照明空间、衍射屏幕、衍射空间、接收屏幕、1 .照明光场和衍射屏幕的特征，求出屏幕上衍射光场的分布。2 .为了探索照明光场的某个特性，知道衍射屏幕及屏幕上的衍射光场的分布，3 .特别是知道照明光场及屏幕上所需的衍射光场分布，设定、修正、计算衍射屏幕的构造，制造衍射光学元件。 (1)夫琅和费衍射(Fraunhof

6、er diffraction ) :根据光源、衍射物(衍射屏)和衍射场(观察屏)之间的位置，光源和衍射场在衍射物的无穷远处衍射。 (远场衍射)修正算法比较简单，是本章的侧重点。 (2)菲涅耳衍射(Fresnel diffraction ) :从光源和衍射场或者两者到衍射物的距离比较小时的衍射。 (近场衍射)、衍射现象分类(classificationoflightdiffraction )、需要两个说明的概念：波面和波面、【波面】:指某时刻的空间波场中的同相位点的集合。 一般来说，波面的形状复杂，只有平面波的波面是平面。 【波面】:指在波场任意考察的平面。 许多实施方式可以仅观察一个平面上的光

7、波场在同轴光学系统中的分布。 因此，在实际使用中，波阵面的概念比波阵面简单。 一、光的衍射现象和衍射理论的发展二、惠更斯蛋奶酥原理三、菲涅耳基霍夫衍射公式四、巴注音字工具原理五、基尔霍夫衍射公式二近似、第13-1光波的衍射基本理论、1 .惠更斯原理的核心衍射问题未能解决衍射问题2 .菲涅耳菲涅耳的原理没有得到解决，但实际上，图133的光波通过圆孔的惠斯制图法、波前的形成、核心是应用了他的波动理论中的二次波的原理。 解决了两个问题，球面波的包络面形成了新的波面。 光波的传播方向，光波前的法线方向是波的传播方向。 二、惠更斯蛋奶酥原理p.379，2.1惠更斯原理，(1690年，惠更斯提出假说)波面

8、(波面)上的每一点都可以看作是一次干扰作用中心，发出球体波，在下一时刻这些个小波的包络面为新的波面。 缺陷？ 波面外的任意点的光振动，波面上的所有子波都应该是干扰作用重日式榻榻米结果。 二、惠氏蛋奶酥原理(数学表现)、衍射角q、q=0时，K(q)=Max、q p/2时，K(q)=0.s产生的光源振幅为a (单位距离)、波面(ZZ )整体的贡献、积分、菲涅耳假设：(实验证明错误)，该解这个公式的主题： c，K(q )没有确切的表达式。 二、惠亨蛋奶酥原理、惠亨蛋奶酥原理的公式、一、光的衍射现象和衍射理论的发展二、惠亨蛋奶酥原理三、菲涅耳霍夫衍射公式四、巴注音字工具原理五、基尔霍夫衍射公式的两个近

9、似、第13-1光波的衍射基本理论、 1 .解决了衍射问题2 .提出了菲涅耳原理，但该菲涅耳原理未能解决，实际上有：一、光的衍射现象和衍射理论的发展二、惠亨蛋奶酥面板的原理三、菲涅耳霍夫的衍射公式四、巴注音字工具的原理、第十三1 .解决了惠更斯原理的核心衍射问题2 .提出了菲涅耳原理，但未能提供其菲涅耳原理，实际上三是确定了菲涅耳霍夫的衍射公式(c，K(q ) )、基尔霍夫(Kirchhoff )、q、内法线！ 光的衍射，是光的波动性的主要标识牌之一，菲涅耳假说、衍射因子、三、菲涅耳霍夫衍射式(c，K(q )确定)、能量基数式进行了分析，一、光的衍射现象和衍射理论的发展二、惠亨蛋奶酥内尔原理三、

10、菲涅耳霍夫电路2 .这个原理有什么应用价值？ 四、注音字工具原理，a )和b )两个互补屏幕分别代表两个互补屏幕单独位于光源和考察点的p点上的复振幅。 表示屏幕不存在时考察点p点的复振幅。巴注音字工具的原理：互补屏幕指的是这样的两个衍射屏幕，其中一个通光部分正好与另一个不透明部分对应。 因此，形状相同大小的屏幕和孔的衍射图形相同，一个形状相等的狭缝和丝状体的衍射图形也相同，一、光的衍射现象是衍射理论的发展二、霍亨蛋奶酥原理三、菲涅耳霍夫衍射式四、巴注音字工具原理五、基尔霍夫衍射式的第13-1光波的衍射基本理论2 .描述2种衍射的条件和修正公式及各自的光学物理意义，在包括修正公式中各项目的意义在

11、内的5、基尔霍夫衍射公式的近似、p.382、图孔径s的衍射、5.1近轴近似、2点近似、(2)振幅项中，设定(3)孔径函数中的r需要用5.2菲涅耳近似(对准相项的近似)、级数展开、近似条件：一头地前进的校正运算将exp(ikr )中的r表示为(x，y，z )的函数。 确定q点和p点的坐标！ 亚麻跌！ 称为级数展开式、级数展开式、菲涅耳近似。 在菲涅耳近似条件下得到的菲涅耳衍射的校正公式：5.2菲涅耳近似(对准相项的近似)、(13-13 )、5.2菲涅耳近似(对准相项的近似)、分析菲涅耳衍射公式、1.2.3、5.3夫琅和菲涅耳衍射和夫琅和费衍射是两种常用的衍射校正运算看5.3夫琅和费近似、第四项，有贡献，不忽略，贡献比忽略小，菲涅耳衍射和夫琅和费衍射