物理學(xué)第10章10-07 單縫衍射ppt課件

1、第十章第十章 波動(dòng)光學(xué)波動(dòng)光學(xué) 10107 7 單縫衍射單縫衍射夫夫 瑯瑯 禾禾 費(fèi)費(fèi) 單單 縫縫 衍衍 射射衍射角衍射角（衍射角（衍射角 ：向上為正，向下為負(fù)）：向上為正，向下為負(fù)）bofLPRABsinbQCsinbBC), 3 , 2 , 1(2kk菲涅爾波帶法菲涅爾波帶法第十章第十章 波動(dòng)光學(xué)波動(dòng)光學(xué) 10107 7 單縫衍射單縫衍射單縫衍射的實(shí)驗(yàn)裝置單縫衍射的實(shí)驗(yàn)裝置 SL1L2E第十章第十章 波動(dòng)光學(xué)波動(dòng)光學(xué) 10107 7 單縫衍射單縫衍射（衍射角（衍射角 ：向上為正，向下為負(fù)：向上為正，向下為負(fù) ）O O點(diǎn)出現(xiàn)平行于單縫的明條紋，稱為中央明紋。點(diǎn)出現(xiàn)平行于單縫的明條紋，稱為中央

2、明紋。 衍射角衍射角aofLERABsinaPC中央明中央明紋紋第十章第十章 波動(dòng)光學(xué)波動(dòng)光學(xué) 10107 7 單縫衍射單縫衍射一、半波帶法一、半波帶法設(shè)設(shè)ACAC恰好等于單色光半波長(zhǎng)的整數(shù)倍，即恰好等于單色光半波長(zhǎng)的整數(shù)倍，即 sin2ak(k =1,2(k =1,2，) ) 作彼此相距的平行于作彼此相距的平行于BCBC的平面，把的平面，把ACAC分成分成K K等等分，同時(shí)這些平面把單縫上的波面分，同時(shí)這些平面把單縫上的波面ABAB切割成切割成k k個(gè)波個(gè)波帶。這些波帶稱為菲涅耳半周期帶。帶。這些波帶稱為菲涅耳半周期帶。 每個(gè)波帶上、下邊沿發(fā)出的兩子波光線聚焦于每個(gè)波帶上、下邊沿發(fā)出的兩子波

3、光線聚焦于P P點(diǎn)時(shí)，它們的光程差恰好為半個(gè)波長(zhǎng)。點(diǎn)時(shí)，它們的光程差恰好為半個(gè)波長(zhǎng)。 特點(diǎn)特點(diǎn)第十章第十章 波動(dòng)光學(xué)波動(dòng)光學(xué) 10107 7 單縫衍射單縫衍射a縫長(zhǎng)縫長(zhǎng)ABsina1 1k=2k=2時(shí)，單縫被分成兩個(gè)半周期帶時(shí)，單縫被分成兩個(gè)半周期帶 AA1 AA1與與A1BA1B對(duì)應(yīng)點(diǎn)子波光程差恒為對(duì)應(yīng)點(diǎn)子波光程差恒為 。即到達(dá)。即到達(dá)P P點(diǎn)的相位差為點(diǎn)的相位差為 ，因而對(duì)應(yīng)點(diǎn)子波的光強(qiáng)完全抵，因而對(duì)應(yīng)點(diǎn)子波的光強(qiáng)完全抵消。消。 2oERABPC1A2/L暗暗紋紋第十章第十章 波動(dòng)光學(xué)波動(dòng)光學(xué) 10107 7 單縫衍射單縫衍射aABsin32a2 2k=3k=3時(shí)，單縫被分成三個(gè)半周期帶時(shí)

4、，單縫被分成三個(gè)半周期帶 AA1 AA1與與A1A2A1A2兩個(gè)半周期帶相互抵消，留下一半兩個(gè)半周期帶相互抵消，留下一半周期帶周期帶A2BA2B的光未被抵消，于是的光未被抵消，于是P P點(diǎn)處出現(xiàn)亮紋。點(diǎn)處出現(xiàn)亮紋。 1A2AC2/oPABRLE亮紋亮紋第十章第十章 波動(dòng)光學(xué)波動(dòng)光學(xué) 10107 7 單縫衍射單縫衍射 個(gè)半周期帶個(gè)半周期帶k2中央明紋中心中央明紋中心sin0a1）sin22akk 2） 單縫正好分為偶數(shù)個(gè)半周期帶，則所有半周單縫正好分為偶數(shù)個(gè)半周期帶，則所有半周帶發(fā)出的光成對(duì)地抵消，帶發(fā)出的光成對(duì)地抵消，P P點(diǎn)處出現(xiàn)暗紋。點(diǎn)處出現(xiàn)暗紋。 個(gè)半周期帶個(gè)半周期帶12ksin(21)

5、2ak 3） 單縫正好分為奇數(shù)個(gè)半周期帶，則必然留下單縫正好分為奇數(shù)個(gè)半周期帶，則必然留下一半周期帶的光未被抵消，于是一半周期帶的光未被抵消，于是P P點(diǎn)處出現(xiàn)亮紋。點(diǎn)處出現(xiàn)亮紋。 結(jié)論結(jié)論第十章第十章 波動(dòng)光學(xué)波動(dòng)光學(xué) 10107 7 單縫衍射單縫衍射二、光強(qiáng)分布二、光強(qiáng)分布sinIoa2a3aa2a3a干涉相消暗紋）干涉相消暗紋）干涉加強(qiáng)明紋）干涉加強(qiáng)明紋）sin22akk sin(21)2ak 第十章第十章 波動(dòng)光學(xué)波動(dòng)光學(xué) 10107 7 單縫衍射單縫衍射,sin,fxfxbbsin（1 1第一暗紋距中心的距離第一暗紋距中心的距離fbfx1第一暗紋的衍射角第一暗紋的衍射角barcsin

6、1RPLobfx討論討論第十章第十章 波動(dòng)光學(xué)波動(dòng)光學(xué) 10107 7 單縫衍射單縫衍射sintan111t a nxfffa1sina（1第一暗紋距中心的距離第一暗紋距中心的距離RELoafx討論討論第十章第十章 波動(dòng)光學(xué)波動(dòng)光學(xué) 10107 7 單縫衍射單縫衍射（2 2中央明紋的寬度中央明紋的寬度0122lxfa（3 3其它各級(jí)明紋的寬度其它各級(jí)明紋的寬度1kklxxfa 除中央明紋外，其它明紋的寬度相等，中央除中央明紋外，其它明紋的寬度相等，中央明紋的寬度為其它明紋寬度的兩倍。明紋的寬度為其它明紋寬度的兩倍。 結(jié)論結(jié)論第十章第十章 波動(dòng)光學(xué)波動(dòng)光學(xué) 10107 7 單縫衍射單縫衍射 單縫寬度變化，中央明紋寬度如何變化？單縫寬度變化，中央明紋寬度如何變化？越小，越小， 越大，衍射效應(yīng)越明顯。越大，衍射效應(yīng)越明顯。