光的衍射现象 惠 菲原理
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菲涅耳原理解释了波为什么不向 惠更斯 — 菲涅耳原理解释了波为什么不向 的问题, 后传的问题 这是惠更斯原理所无法解释的. 后传的问题,这是惠更斯原理所无法解释的. P 点的光振动(惠 — 菲原理的数学表达式)为: 点的光振动( 菲原理的数学表达式 的数学表达式)
Hale Waihona Puke Baidu
K(θ ) t r E = ∫ dE = ∫ C cos 2π ( )dS r T λ
阴 影
缝较大时,光是直线传播的. 缝较大时,光是直线传播的.
缝很小时,衍射现象明显. 缝很小时,衍射现象明显.
19章 19.1 光的衍射现象 惠更斯-菲涅耳原理 第19章 光的衍射 惠更斯-
一,光的衍射现象
19章 19.1 光的衍射现象 惠更斯-菲涅耳原理 第19章 光的衍射 惠更斯-
二,惠更斯 — 菲涅尔原理 1815年,菲涅尔根据波的叠加和干涉原理, 年 菲涅尔根据波的叠加和干涉原理, 根据波的叠加和干涉原理 惠更斯的子波假设基础上 提出了子波相干 基础上, 在惠更斯的子波假设基础上,提出了子波相干 叠加的思想 的思想, 叠加的思想,从而建立了反映光的衍射规律的 惠更斯-菲涅耳原理: 惠更斯-菲涅耳原理: 从同一波阵面上各点所发出的子波是相干 从同一波阵面上各点所发出的子波是相干 波阵面前方空间某点的光振动, 的.波阵面前方空间某点的光振动,就是这些 子波到达该点相干叠加的结果. 子波到达该点相干叠加的结果. 惠更斯提出的子波概念,可解决波的传播方向的问题. 惠更斯提出的子波概念,可解决波的传播方向的问题. 提出的子波概念 传播方向的问题 菲涅尔提出子波干涉的概念,可解决能量分布问题. 菲涅尔提出子波干涉的概念,可解决能量分布问题. 子波干涉的概念 能量分布问题
19章 19.1 光的衍射现象 惠更斯-菲涅耳原理 第19章 光的衍射 惠更斯-
思考:干涉和衍射的主要区别是什么? 思考:干涉和衍射的主要区别是什么? 干涉是有限多条光线的相干叠加;衍射是 干涉是有限多条光线的相干叠加;衍射是 条光线的相干叠加 无限多条光线的相干叠加. 条光线的相干叠加 无限多条光线的相干叠加. 重点: ◆ 重点: 菲涅耳原理,单缝夫琅禾费衍射, 惠更斯 —— 菲涅耳原理,单缝夫琅禾费衍射, 光栅衍射. 光栅衍射. 难点: ◆ 难点: 单缝夫琅禾费衍射中半波带法的理解和运用. 单缝夫琅禾费衍射中半波带法的理解和运用. 单缝明,暗纹条件及其原因. 单缝明,暗纹条件及其原因. 光栅衍射中条纹的成因和对条纹的缺级分析. 光栅衍射中条纹的成因和对条纹的缺级分析.
19章 19.1 光的衍射现象 惠更斯-菲涅耳原理 第19章 光的衍射 惠更斯-
dS
θ
e
r P *
S: t 时刻波阵面
dS :波阵面上面元
(子波波源 子波波源) 子波波源
S
K(θ ) t r E = ∫ dE = ∫ C cos 2π ( )dS r T λ
根据这一原理, 根据这一原理,原则上可计算任意形状 孔径的衍射问题. 孔径的衍射问题. 为了避免复杂的积分运算, 为了避免复杂的积分运算,实际中常用 半波带法和振幅矢量法等. 半波带法和振幅矢量法等.
19章 19.1 光的衍射现象 惠更斯-菲涅耳原理 第19章 光的衍射 惠更斯-
19章 19.1 光的衍射现象 惠更斯-菲涅耳原理 第19章 光的衍射 惠更斯-
19.1 光的衍射现象 惠更斯惠更斯-菲涅耳原理
19章 19.1 光的衍射现象 惠更斯-菲涅耳原理 第19章 光的衍射 惠更斯-
衍射现象: 波在传播过程中, 衍射现象: 波在传播过程中,遇到障碍物将绕过 障碍物而偏离直线传播.光也有衍射现象. 障碍物而偏离直线传播.光也有衍射现象. 只有当障碍物的尺寸与波长相当时, 只有当障碍物的尺寸与波长相当时,衍射现象 当障碍物的尺寸与波长相当时 才比较明显. 才比较明显. 屏幕 屏幕
19章 19.1 光的衍射现象 惠更斯-菲涅耳原理 第19章 光的衍射 惠更斯-
C — 比例常数 K(θ ) t r dE = C cos 2π ( )dS K(θ ) — 倾斜因子 r T λ
θ ↑ K(θ ) ↓ θ = 0 K(θ )最 大 π θ ≥ , K(θ ) = 0 dE = 0
�
19章 19.1 光的衍射现象 惠更斯-菲涅耳原理 第19章 光的衍射 惠更斯-
惠更斯 — 菲涅尔原理的数学表达式
dS
θ
e
r P *
S: t 时刻波阵面
dS :波阵面上面元
(子波波源) 子波波源)
S
ds 有关. 子波在 P 点引起的振动振幅 ∝ 并与 θ 有关. r K(θ ) t r dE = C cos 2π ( )dS r T λ
19章 19.1 光的衍射现象 惠更斯-菲涅耳原理 第19章 光的衍射 惠更斯-
三,菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射
R
P
P 0
R
O
E
光源, 琅 禾 费 衍 射 , 菲 光源, 涅 尔 衍 射 光源,屏与缝相距有限远 光源夫屏与缝相距无限远 在 夫 实 琅 观察比较方便, 观察比较方便,但定量 R L2 计算比较简单. 计算比较简单.P 验 禾 L 计算却很复杂. 计算却很复杂. 1 中 费 S 实 衍 现 射
菲涅耳原理解释了波为什么不向 惠更斯 — 菲涅耳原理解释了波为什么不向 的问题, 后传的问题 这是惠更斯原理所无法解释的. 后传的问题,这是惠更斯原理所无法解释的. P 点的光振动(惠 — 菲原理的数学表达式)为: 点的光振动( 菲原理的数学表达式 的数学表达式)
Hale Waihona Puke Baidu
K(θ ) t r E = ∫ dE = ∫ C cos 2π ( )dS r T λ
阴 影
缝较大时,光是直线传播的. 缝较大时,光是直线传播的.
缝很小时,衍射现象明显. 缝很小时,衍射现象明显.
19章 19.1 光的衍射现象 惠更斯-菲涅耳原理 第19章 光的衍射 惠更斯-
一,光的衍射现象
19章 19.1 光的衍射现象 惠更斯-菲涅耳原理 第19章 光的衍射 惠更斯-
二,惠更斯 — 菲涅尔原理 1815年,菲涅尔根据波的叠加和干涉原理, 年 菲涅尔根据波的叠加和干涉原理, 根据波的叠加和干涉原理 惠更斯的子波假设基础上 提出了子波相干 基础上, 在惠更斯的子波假设基础上,提出了子波相干 叠加的思想 的思想, 叠加的思想,从而建立了反映光的衍射规律的 惠更斯-菲涅耳原理: 惠更斯-菲涅耳原理: 从同一波阵面上各点所发出的子波是相干 从同一波阵面上各点所发出的子波是相干 波阵面前方空间某点的光振动, 的.波阵面前方空间某点的光振动,就是这些 子波到达该点相干叠加的结果. 子波到达该点相干叠加的结果. 惠更斯提出的子波概念,可解决波的传播方向的问题. 惠更斯提出的子波概念,可解决波的传播方向的问题. 提出的子波概念 传播方向的问题 菲涅尔提出子波干涉的概念,可解决能量分布问题. 菲涅尔提出子波干涉的概念,可解决能量分布问题. 子波干涉的概念 能量分布问题
19章 19.1 光的衍射现象 惠更斯-菲涅耳原理 第19章 光的衍射 惠更斯-
思考:干涉和衍射的主要区别是什么? 思考:干涉和衍射的主要区别是什么? 干涉是有限多条光线的相干叠加;衍射是 干涉是有限多条光线的相干叠加;衍射是 条光线的相干叠加 无限多条光线的相干叠加. 条光线的相干叠加 无限多条光线的相干叠加. 重点: ◆ 重点: 菲涅耳原理,单缝夫琅禾费衍射, 惠更斯 —— 菲涅耳原理,单缝夫琅禾费衍射, 光栅衍射. 光栅衍射. 难点: ◆ 难点: 单缝夫琅禾费衍射中半波带法的理解和运用. 单缝夫琅禾费衍射中半波带法的理解和运用. 单缝明,暗纹条件及其原因. 单缝明,暗纹条件及其原因. 光栅衍射中条纹的成因和对条纹的缺级分析. 光栅衍射中条纹的成因和对条纹的缺级分析.
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dS
θ
e
r P *
S: t 时刻波阵面
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(子波波源 子波波源) 子波波源
S
K(θ ) t r E = ∫ dE = ∫ C cos 2π ( )dS r T λ
根据这一原理, 根据这一原理,原则上可计算任意形状 孔径的衍射问题. 孔径的衍射问题. 为了避免复杂的积分运算, 为了避免复杂的积分运算,实际中常用 半波带法和振幅矢量法等. 半波带法和振幅矢量法等.
19章 19.1 光的衍射现象 惠更斯-菲涅耳原理 第19章 光的衍射 惠更斯-
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19.1 光的衍射现象 惠更斯惠更斯-菲涅耳原理
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衍射现象: 波在传播过程中, 衍射现象: 波在传播过程中,遇到障碍物将绕过 障碍物而偏离直线传播.光也有衍射现象. 障碍物而偏离直线传播.光也有衍射现象. 只有当障碍物的尺寸与波长相当时, 只有当障碍物的尺寸与波长相当时,衍射现象 当障碍物的尺寸与波长相当时 才比较明显. 才比较明显. 屏幕 屏幕
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C — 比例常数 K(θ ) t r dE = C cos 2π ( )dS K(θ ) — 倾斜因子 r T λ
θ ↑ K(θ ) ↓ θ = 0 K(θ )最 大 π θ ≥ , K(θ ) = 0 dE = 0
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19章 19.1 光的衍射现象 惠更斯-菲涅耳原理 第19章 光的衍射 惠更斯-
惠更斯 — 菲涅尔原理的数学表达式
dS
θ
e
r P *
S: t 时刻波阵面
dS :波阵面上面元
(子波波源) 子波波源)
S
ds 有关. 子波在 P 点引起的振动振幅 ∝ 并与 θ 有关. r K(θ ) t r dE = C cos 2π ( )dS r T λ
19章 19.1 光的衍射现象 惠更斯-菲涅耳原理 第19章 光的衍射 惠更斯-
三,菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射
R
P
P 0
R
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光源, 琅 禾 费 衍 射 , 菲 光源, 涅 尔 衍 射 光源,屏与缝相距有限远 光源夫屏与缝相距无限远 在 夫 实 琅 观察比较方便, 观察比较方便,但定量 R L2 计算比较简单. 计算比较简单.P 验 禾 L 计算却很复杂. 计算却很复杂. 1 中 费 S 实 衍 现 射