許青春物理舊課件光學(xué)

1、k() 稱為傾斜因子，隨 角增大而緩慢減小的函數(shù)， =0時，k()=1 ； /2時， k()=0。 波陣面S 在 P 點引起的光振動為惠更斯菲涅耳原理sE來自無窮遠夫瑯和費衍射的一個關(guān)系式位置和衍射角一一對應(yīng)每一小條稱為一個半波帶*S f f a透鏡L透鏡LpAB縫平面觀察屏0半波帶法相臨兩個半波帶中的光相互抵消暗紋明紋1.明暗紋條件中央明紋暗紋明紋明暗條紋的位置光強分布sin相對光強曲線1.0o暗紋對應(yīng)的衍射角sin相對光強曲線1.0o明紋寬度（相鄰暗紋間距）中央明紋 - /a sin /a線寬度 x=2f /a中央明紋寬度是其它級明紋角寬度2倍波長對條紋分布的影響 白光入射，中央白條紋，兩

2、端內(nèi)紫外紅暗紋（中心)明紋(中心)saE 幾何 陰影區(qū) 幾何 陰影區(qū)縫寬對圖象的影響 x=2f /a a x = 0障礙物遠大于波長，光的直線傳播x=f /a 衍射反比律入射光波長與障礙物尺度接近是產(chǎn)生衍射的前提相對光強曲線1.0o前邊是定性研究單縫衍射的光強*S f f a透鏡L透鏡LpAB縫平面觀察屏0每一部分可以看成一個線光源振幅矢量法每個線光源在P點引起的光振動振幅為Ax所有線光源在P點引起的光振動振幅為Ai振幅矢量法：續(xù)振幅矢量法：續(xù)振幅矢量法：續(xù)相對光強曲線1.0o振幅矢量法：續(xù)sin雙縫干涉單縫衍射區(qū)別例1 水銀燈發(fā)出的波長為546nm的綠色平行光，垂直入射于寬0.437mm的單

3、縫，縫后放置一焦距為40cm的透鏡，試求在透鏡焦面上 出現(xiàn)的衍射條紋中央明紋的寬度。 解 兩個第一級暗紋中心間的距離 即為中央明紋寬度例2 在單縫夫瑯和費衍射實驗中，入射光有兩種波長的光，1=4000，2=7600。已知縫寬a=1.0102 cm，透鏡焦距 f =50cm，求兩種光第一級衍射明紋中心之間的距離。解：則兩個第一級明紋之間的間距 例3：平行單色光垂直入射在縫寬a=0.15mm的單縫上,縫后透鏡焦距f =400mm。在焦平面上的屏幕上測得中央明紋兩側(cè)的兩條第三級暗紋間的距離是d=8mm, 求:(1)入射光的波長; (2)中央明紋的線寬度; (3)第二級暗紋到透鏡焦點的距離。 解 (1

4、)第三級暗紋位置： =5000第二級暗紋到焦點的距離:=2.67mm (2)中央明紋的線寬度: a=0.15mm, f =400mm, =5000=2.67mm(3)第二級暗紋到透鏡焦點的距離。第二級暗紋位置： asin =2例4 設(shè)有一單色平面波斜射到寬度為a的單縫上，求各級暗紋的衍射角。暗紋（中心)明紋(中心)由暗紋的條件光程差：asin +asin a(sin +sin )=k , k=1,2, k=1,2,3作AC垂直入射波波線，AD垂直衍射波波線，為斜射角， 為衍射角。則由圖可得光線1與2的光程差為例4思考：在單縫夫瑯和費衍射的觀測中：1) 令單縫在紙面內(nèi)垂直透鏡的光軸上、下移動，屏

5、上的衍射圖樣是否改變；2) 令L2垂直透鏡的光軸上、下移動時，屏上的衍射圖樣是否改變。sE答： （1）不會改變，平行于光軸的平行光都將匯聚在它的主焦點上；思考：在單縫夫瑯和費衍射的觀測中：2) 令L2垂直透鏡的光軸上、下移動時，屏上的衍射圖樣是否改變。答： （2）這時衍射圖樣將向下或向上平移。sE14.4 光柵衍射一、光柵衍射中央明紋寬度 x=f =2f /a不便于實際應(yīng)用一. 光柵的定義由一組相互平行、等寬、等間隔的狹縫構(gòu)成的光學(xué)器件。光柵上每個狹縫寬度 a 和相鄰兩縫間不透光部分的寬度b，之和 d=a+b，稱為光柵常數(shù)d透射光柵d反射光柵1) 令單縫在紙面內(nèi)垂直透鏡的光軸上、下移動，屏上的衍射圖樣是否改變；sE答： （1）不會改變，平行于光軸的平行光都將匯聚在它的主焦點上；兩個方面1單縫問題2合成問題暗紋（中心) 明紋(中心)1.明暗紋條件第一個問題單縫衍射的影響相對光強曲線1.0o暗紋（中心)明紋(中心)單縫衍射因子第二個問題：討論合成問題討論合成問題討論合成問題：續(xù)光柵衍射光強相對光強曲線1.0o暗紋（中心)明紋(中心)單縫衍射因子光柵方程光柵方程