惠更斯-菲涅尔原理
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CH5-2
惠更斯－菲涅耳原理
Huygens-Fresnel principle
5.2 惠更斯－菲涅耳原理
一. 惠更斯原理及其困难 能够解决波面为受阻情况下均匀波的传播方向，但 不能说明干涉和衍射——波的振幅和位相？
二. 惠更斯－菲涅耳原理 1.波传到的任意点都是次波的中心 2.包围光源的任一波前上各次波在空间各点 进行相干
光源S
Q
r
n
p
dS
对于点光源发出的球面波，初相位可取为零 1. P点位相： / 2 的相位差—不影响衍射图样(强度分布) 2. 解决倒退波问题 而原 0, F ( ) 1 菲设 , F ( ) 0 2
1 cos F ( ) 2
三.基尔霍夫衍射积分
Байду номын сангаас
1 2
1
Q
R
P r
1
0
2
S
/ a 1
0 ( r )
0
基尔霍夫衍射公式
1 ~ e 1 ~ E ( P) E (Q) (cos 0 cos )d i r 2
标量衍射理论：衍射孔径远大于波长；观察点与孔径的 距离远大于波长——精确 注 意
ikr
基尔霍夫边界条件是不自洽严格的衍射理论--矢量衍 射理论
叠加
概括为：波面上各点均是相干次波源
菲涅耳发展了惠更斯原理，从而深入认识了衍射现象。 惠－菲原理提供了用干涉解释衍射的基础。
◆ 惠更斯-菲涅耳原理
ikr e ( P) CE (Q) dE F ( )dS r ikr e ( P) C E (Q) E F ( )dS r
数学上证明:光场中任一点P的扰动,可以通过曲面积分, 用包围该点任一闭和曲面上的场值及梯度值表出 基尔霍夫边界条件 1. 开口处光场及其梯度值与无屏时同 忽略屏对入射场的影响 2. 紧贴屏后(1)处无扰动—光场及光 场梯度值为零 忽略入射场在不透光屏后的扩展
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惠更斯－菲涅耳原理
Huygens-Fresnel principle
5.2 惠更斯－菲涅耳原理
一. 惠更斯原理及其困难 能够解决波面为受阻情况下均匀波的传播方向，但 不能说明干涉和衍射——波的振幅和位相？
二. 惠更斯－菲涅耳原理 1.波传到的任意点都是次波的中心 2.包围光源的任一波前上各次波在空间各点 进行相干
光源S
Q
r
n
p
dS
对于点光源发出的球面波，初相位可取为零 1. P点位相： / 2 的相位差—不影响衍射图样(强度分布) 2. 解决倒退波问题 而原 0, F ( ) 1 菲设 , F ( ) 0 2
1 cos F ( ) 2
三.基尔霍夫衍射积分
Байду номын сангаас
1 2
1
Q
R
P r
1
0
2
S
/ a 1
0 ( r )
0
基尔霍夫衍射公式
1 ~ e 1 ~ E ( P) E (Q) (cos 0 cos )d i r 2
标量衍射理论：衍射孔径远大于波长；观察点与孔径的 距离远大于波长——精确 注 意
ikr
基尔霍夫边界条件是不自洽严格的衍射理论--矢量衍 射理论
叠加
概括为：波面上各点均是相干次波源
菲涅耳发展了惠更斯原理，从而深入认识了衍射现象。 惠－菲原理提供了用干涉解释衍射的基础。
◆ 惠更斯-菲涅耳原理
ikr e ( P) CE (Q) dE F ( )dS r ikr e ( P) C E (Q) E F ( )dS r
数学上证明:光场中任一点P的扰动,可以通过曲面积分, 用包围该点任一闭和曲面上的场值及梯度值表出 基尔霍夫边界条件 1. 开口处光场及其梯度值与无屏时同 忽略屏对入射场的影响 2. 紧贴屏后(1)处无扰动—光场及光 场梯度值为零 忽略入射场在不透光屏后的扩展
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