第十七光的衍射

第十七光的衍射第1頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月圓孔衍射單縫衍射*一光的衍射現(xiàn)象*17-1光的衍射現(xiàn)象惠更斯-菲涅耳原理第2頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月二惠更斯—菲涅爾原理：波陣面上面元(子波波源)菲涅爾指出衍射圖中的強(qiáng)度分布是因?yàn)檠苌鋾r(shí)，波場中各點(diǎn)的強(qiáng)度由各子波在該點(diǎn)的相干疊加決定.點(diǎn)振動是各子波在此產(chǎn)生的振動的疊加.子波在點(diǎn)引起的振動振幅并與有關(guān).：時(shí)刻波陣面*P點(diǎn)的振動振幅↓P點(diǎn)的振動振幅為零第3頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月三菲涅爾衍射和夫瑯禾費(fèi)衍射夫瑯禾費(fèi)衍射(遠(yuǎn)場衍射)光源、屏與縫相距無限遠(yuǎn)縫在實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)夫瑯禾費(fèi)衍射菲涅爾衍射(近場衍射)縫光源、屏與縫相距有限遠(yuǎn)第4頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月夫瑯禾費(fèi)單縫衍射衍射角（衍射角：向上為正，向下為負(fù).）菲涅爾波帶法17-2單縫的夫瑯禾費(fèi)衍射第5頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月一半波帶法縫長第6頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月干涉相消（暗紋）干涉加強(qiáng)（明紋）（介于明暗之間）（個(gè)半波帶）個(gè)半波帶個(gè)半波帶中央明紋中心第7頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月二光強(qiáng)分布干涉相消（暗紋）干涉加強(qiáng)（明紋）第8頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)較小時(shí)，第9頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月干涉相消（暗紋）干涉加強(qiáng)（明紋）討論（1）第一暗紋距中心的距離第一暗紋的衍射角第10頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月一定，越大，越大，衍射效應(yīng)越明顯.光直線傳播增大，減小一定減小，增大衍射最大第一暗紋的衍射角角范圍線范圍中央明紋的寬度（2）中央明紋（的兩暗紋間）第11頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月單縫寬度變化，中央明紋寬度如何變化？第12頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月越大，越大，衍射效應(yīng)越明顯.入射波長變化，衍射效應(yīng)如何變化?第13頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）單縫衍射的動態(tài)變化單縫上移，零級明紋仍在透鏡光軸上.單縫上下移動，根據(jù)透鏡成像原理衍射圖不變.（3）條紋寬度（相鄰條紋間距）干涉相消（暗紋）干涉加強(qiáng)（明紋）除了中央明紋外的其它明紋、暗紋的寬度第14頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月（5）入射光非垂直入射時(shí)光程差的計(jì)算（中央明紋向下移動）（中央明紋向上移動）第15頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月

例1設(shè)有一單色平面波斜射到寬度為的單縫上（如圖），求各級暗紋的衍射角.解由暗紋條件第16頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月

例2如圖，一雷達(dá)位于路邊15m處，它的射束與公路成角.假如發(fā)射天線的輸出口寬度，發(fā)射的微波波長是18mm，則在它監(jiān)視范圍內(nèi)的公路長度大約是多少？解將雷達(dá)天線輸出口看成是發(fā)出衍射波的單縫，衍射波能量主要集中在中央明紋范圍內(nèi).第17頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月根據(jù)暗紋條件第18頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月一圓孔衍射艾里斑：艾里斑直徑17-3圓孔衍射光學(xué)儀器的分辨率第19頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月二瑞利判據(jù)對于兩個(gè)強(qiáng)度相等的不相干的點(diǎn)光源（物點(diǎn)），一個(gè)點(diǎn)光源的衍射圖樣的主極大剛好和另一點(diǎn)光源衍射圖樣的第一極小相重合，這時(shí)兩個(gè)點(diǎn)光源（或物點(diǎn)）恰為這一光學(xué)儀器所分辨.第20頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月**三光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)最小分辨角（兩光點(diǎn)剛好能分辨）光學(xué)儀器分辨率光學(xué)儀器的通光孔徑第21頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月1990年發(fā)射的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的凹面物鏡的直徑為2.4m，最小分辨角，在大氣層外615km高空繞地運(yùn)行,可觀察130億光年遠(yuǎn)的太空深處,發(fā)現(xiàn)了500億個(gè)星系.第22頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月

例1設(shè)人眼在正常照度下的瞳孔直徑約為3mm，而在可見光中，人眼最敏感的波長為550nm， （1）人眼的最小分辨角有多大？（2）若物體放在距人眼25cm（明視距離）處，則兩物點(diǎn)間距為多大時(shí)才能被分辨？解（1）（2）第23頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月

例2毫米波雷達(dá)發(fā)出的波束比常用的雷達(dá)波束窄，這使得毫米波雷達(dá)不易受到反雷達(dá)導(dǎo)彈的襲擊.

（1）有一毫米波雷達(dá)，其圓形天線直徑為55cm，發(fā)射頻率為220GHz的毫米波，計(jì)算其波束的角寬度；（2）將此結(jié)果與普通船用雷達(dá)發(fā)射的波束的角寬度進(jìn)行比較，設(shè)船用雷達(dá)波長為1.57cm，圓形天線直徑為2.33m.解（1）（2）第24頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月一光柵許多等寬度、等距離的狹縫排列起來形成的光學(xué)元件.衍射角17-4光柵衍射第25頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月明紋位置相鄰兩縫間的光程差：光柵常數(shù)：光柵常數(shù)衍射角：透光部分的寬度：不透光部分的寬度二光柵衍射條紋的形成光柵的衍射條紋是衍射和干涉的總效果第26頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月條紋最高級數(shù)討論光強(qiáng)分布第27頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月1條縫20條縫3條縫5條縫光柵中狹縫條數(shù)越多，明紋越亮.亮紋的光強(qiáng)：單縫光強(qiáng)）（：狹縫數(shù)，第28頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月一定，減少，增大．一定，

增大，

增大．光柵常數(shù)越小，明紋越窄，明紋間相隔越遠(yuǎn)入射光波長越大，明紋間相隔越遠(yuǎn)第29頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月入射光為白光時(shí)，不同，不同，按波長分開形成光譜.一級光譜二級光譜三級光譜三衍射光譜第30頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月例如二級光譜重疊部分光譜范圍二級光譜重疊部分:一級光譜二級光譜三級光譜第31頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月連續(xù)光譜：熾熱物體光譜線狀光譜：鈉鹽、分立明線帶狀光譜：分子光譜衍射光譜分類光譜分析由于不同元素（或化合物）各有自己特定的光譜，所以由譜線的成分，可分析出發(fā)光物質(zhì)所含的元素或化合物；還可從譜線的強(qiáng)度定量分析出元素的含量．第32頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月

例1用白光垂直照射在每厘米有6500條刻痕的平面光柵上，求第三級光譜的張角.解紅光第三級光譜的