光波衍射基本理论38页PPT

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光的衍射现象PPT课件

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(1)n1
An (P0 )]
1 2
Ak1(P0 )
(1)n1 An (P0 )
故,无论k是奇是偶,中心总是亮的
半波带法解释了圆孔、圆屏衍射的一些主要特征
第27页/共79页
3、 矢量图解法
若圆孔内包含的不是整数个半波带,则需要对每个半波 带进一步细化分。
对于第一个半波带
Nm M1
N2
N1
o
b
P0
第39页/共79页
它们是振幅相等的次波源,向多个方向发出次波。由于
接收屏位于L2的像方焦面上,角度 相同的衍射线会
聚于同一点 P
设入射光与光轴平行,则在波面AB上无位相差,单 缝上下边缘A、B到 P 的衍射线间的光程差为
L BN
设缝宽为a,则
L asin
如何求振动的合成?
第40页/共79页
(1)矢量图解法:
f (n ) 0,从而An 0
A(P0 )
1 2
A1 ( P0
)
自由传播时整个波前在 P0 产生的振幅是第一个半波带的效果之半
第25页/共79页
2)圆孔衍射: 当孔的大小刚好等于第一个半波带时, A(P0 ) A1(P0 ),即中心是亮点 若孔中包含两个半波带时, A(P0 ) A1(P0 ) A2 (P0 ) 0,即中心是暗点
由A点作一系列等长的 小矢量首尾相接,逐个 转过一个相同的角度, 最后到达B点。
C
R
B
R
A
共转过的角度为:
A
2 L 2 a sin
A 单缝衍射的矢量图解
A0
A:波前S对P处振动的贡献,取S 0,则小矢量 A连成的
折线化为圆弧,弧中心为C点,半径为R,圆心角为2

大学物理光的衍射ppt

大学物理光的衍射ppt

=90°→ kmax
a b
E
于是 kmax=d /l=10
p
缺级:
k d k 4k 4,8 a
o 屏上实际呈现: 0,±1,±2,±3,±5,±6, ±7,±9共8级,15条亮纹(±10在 无穷远处,看不见)。
f
例:一光栅的光栅常数d=2.1×10-6m,透光缝宽a=0.7×10-6, 用波长l=5000Å的光、以i=30°的入射角照射,求能看见几级、 几条谱线。
§14.1光的衍射现象和惠更斯-菲涅耳原理
一.光的衍射现象 光在传播路径中遇到障碍物时,能绕过障碍物边缘而 进入几何阴影传播,并且产生强弱不均的光强分布, 这种现象称为光的衍射。
衍射屏
Sl
*
a
l10-3 a
观察屏 L
衍射屏
L
Sl
*
观察屏 L
二.惠更斯-菲涅耳原理
惠更斯原理:媒质中波所传到的各点都可看作是发射子波的波
例:(1)b=a, d=a+b=2a,则 k=2k =±2,4,6,…级缺。
(2)b=2a, d=a+b=3a, 则 k=3k =±3,6,9,…级缺。
讨论d和l 对衍射图样的影响
d sin kl (k 0,1,2,)
k 1,
s in k 1
sink
l
d
光栅常数越小,明纹越窄,明纹间相隔越远.
2
a sinθ (2k 1) l 亮纹 (k=1,2,3,…)
2
θ 0 零级(中央)亮纹
波带数
S
*
A
a
C B
p
注意:
1.k=1...
2.明暗…
o
3. ...
4.波带数

光的衍射的基本理论优秀PPT

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i
②K(θ)表示了子波的振幅在各个方向上是不同的,其值在0与1之 间 。 如 果 一 平 行 光 垂 直 入 射 到 ∑ 上 , 则 cos(n,l) = - 1 , cos(n,r)=cosθ.因此,当θ等于0时,K(θ)=1,这说明在波面法线 方向上的子波贡献最大。
3.1 衍射的基本理论
3.1.4 基尔霍夫公式的近似 确定一个特定衍射问题的严格解是很困难的,必须根据实际条
E ~(P)iz1E ~(Q )eikd r
3.1 衍射的基本理论
3.1.4 基尔霍夫公式的近似
E(P) i
E(Q)eikrd
z1
注: 由于指数中的r所 影响的是子波场的相位, r的微小变化都会引起相 位很大的变化,所以r未 用z1代替。
3.1 衍射的基本理论
3.1.4 基尔霍夫公式的近似
惠更斯原理是最早描述光波传 播过程的一个原理。这个原理指 出:在光波场中,某一时刻t的光 波波前上每一点都是一个子波波 源,发射于波。在新的t +Δ t时刻 的波前是这些子波的包迹面,波 阵面的法线方向就是该波的传播 方向。惠更斯原理没有给出新波 前上光波振幅,无法说明衍射现 象。
3.1 衍射的基本理论 3.1.2 惠更斯-菲涅尔原理
10
5
0
-5
-10
-10
-5
10
5
0
-5
0
5
10
-10
-10
-5
0
圆孔衍射现象
5
10
3.1 衍射的基本理论 3.1.1 光衍射现象
2. 衍射与干涉的不同
光的衍射现象与光的干涉现象就其实质来讲,都是相干 光波叠加引起的光强的重新分布,不同的是,干涉是有限个 相干光波的叠加,衍射是无限个相干光波的叠加。

光的衍射课件PPT课件课件

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垂直
C.衍射条纹的疏密程度与狭缝宽度有关 D.衍射条纹的间距与光的波【长A有CD关】
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练习3:观察实验回答下列问题
1.在观察光的衍射现象的实验中,通过紧
靠眼睛的卡尺测脚形成的狭缝,观看远处
的日光灯管或线状白炽灯丝(灯管或灯丝
都要平行于狭缝),可以看到
A.黑白相间的直条纹 B.黑白相间的弧形条纹
5 、关于衍射下列说法正确的是
ABD
A.衍射现象中衍射花样有亮暗条纹的出现是光的叠加
的结果
B.双缝干涉中也存在着光的衍射现象
C.影的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实
D.一切波都可以产生衍射
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6 、用点燃的蜡烛照亮一个带有圆孔的遮光板,当圆孔的直
径由数厘米逐渐减小为零的过程中,位于遮光板后面的屏上将依
关于光的衍射课件PPT课件
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复习提问
问题1.什么是波的衍射现象?
问题2.发生明显衍பைடு நூலகம்的条件是什么?
障碍物或孔的尺寸跟波长差不多或比波长小。
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光的衍射
光的干涉现象反映了光的波动性,而波动性的 另一特征是波的衍射现象,光是否具有衍射现象 呢?如果有衍射现象,为什么在日常生活中我们 没有观察到光的衍射现象呢?
中央亮纹越宽
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光的衍射
一、单缝衍射
1 衍射图样:明暗相间且不等距条纹 2
1)波长一定时,单缝越窄,中央条纹越宽,各条纹间距越大.
2)单缝不变时,波长大的中央亮纹越宽,条纹间隔越大
3)白光的单缝衍射条纹为中央亮,两侧为彩色条纹,
且外侧呈红色,靠近光源的内侧为紫色.

光的衍射ppt课件

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衍射光栅的原理与应用
详细阐述了衍射光栅的工作原理、制作方法和应 用领域,如光谱分析、光学测量等。
3
光的干涉与衍射的联系与区别
分析了光的干涉和衍射之间的内在联系和本质区 别,帮助学生更好地理解这两种光学现象。
学生自我评价报告分享
学习成果展示
学生们通过制作ppt、报告等形式,展示了自己在光的衍射课程学 习中所取得的成果,包括对基本概念的掌握、实验技能的提升等。
波动理论与衍射原理
波动理论
光是一种电磁波,具有波动性质,如 干涉、衍射等。
衍射原理
光波遇到障碍物或小孔时,会绕过障 碍物继续传播,形成新的波前,使光 偏离直线传播。
光源、波长与衍射关系
01
02
03
光源
点光源发出的球面波经障 碍物衍射后形成新的波前 。
波长
波长越长,衍射现象越明 显。对于同一障碍物,不 同波长的光产生的衍射程 度不同。
加强实验技能训练
鼓励学生们加强实验技能的训练,提高实验操作的准确性 和熟练度,培养自己的实践能力和创新精神。
拓展相关应用领域
引导学生们关注光学在各个领域的应用和发展动态,如光 通信、光计算、生物医学光学等,拓展自己的视野和知识 面。
THANKS
感谢观看
光的衍射ppt课件
• 光的衍射现象与原理 • 典型衍射实验及观察 • 衍射在生活中的应用 • 衍射在科学研究领域应用 • 现代技术中利用和控制衍射 • 总结与展望
01
光的衍射现象与原理
衍射现象及其分类
衍射现象
光在传播过程中遇到障碍物或小 孔时,偏离直线传播的现象。
分类
根据衍射程度的不同,可分为明 显衍射和菲涅尔衍射。
衍射后的光线被光检测器接收并转换成电信号,经过处理还原成声音或图像信息。

光的衍射ppt课件完整版

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详细阐述了光的衍射现象,包括衍射的定义、产 生条件、分类等,并通过公式和图示深入解释了 衍射的原理。
衍射实验演示与分析
通过实验演示了光的衍射过程,让学员直观感受 衍射现象,同时结合理论知识进行分析,加深学 员对衍射现象的理解。
衍射在光学领域的应用
介绍了衍射在光学领域的广泛应用,如光谱分析 、光学仪器制造等,让学员了解衍射在实际应用 中的重要性。
光的波动模型
光波是一种电磁波,具有振幅、频率 、波长等特性。光波的传播遵循波动 方程。
波动性与衍射关系解析
衍射现象
光波在传播过程中遇到障碍物或 孔径时,会偏离直线传播路径, 产生衍射现象。衍射是波动性的
重要表现。
衍射条件
衍射现象的发生与光的波长、障 碍物或孔径的尺寸以及光波的传 播方向有关。当波长较长、障碍 物或孔径尺寸较小时,衍射现象
预备工作要求
明确下一讲前需要完成的预习任务、实验操作等预备工作,确保学员能够顺利进入下一阶段的学习。
THANK YOU
该公式描述了光波在自由空间中传播时,遇到障碍物后的衍射光场分布。它是基于波动方 程的解,并引入了基尔霍夫的边界条件。
公式推导过程
从波动方程出发,利用格林函数和基尔霍夫的边界条件,可以推导出菲涅尔-基尔霍夫衍 射公式。具体过程涉及复杂的数学运算和物理概念的深入理解。
夫琅禾费衍射近似条件讨论
01
夫琅禾费衍射的定义
光的衍射ppt课件完整版
目 录
• 光的衍射概述 • 光的波动性与衍射关系 • 典型衍射实验介绍 • 衍射理论计算方法 • 现代光学中衍射技术应用举例 • 总结与展望
01
光的衍射概述
衍射现象及定义
衍射现象
光在传播过程中,遇到障碍物或 小孔时,光将偏离直线传播的途 径而绕到障碍物后面传播的现象 ,叫光的衍射。

光波的衍射的基本理论PPT文档共38页

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文 家 。汉 族 ,东 晋 浔阳 柴桑 人 (今 江西 九江 ) 。曾 做过 几 年小 官, 后辞 官 回家 ,从 此 隐居 ,田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材, 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
光波的衍射的基本理论
6









风景Biblioteka 澈。7、翩翩新 来燕,双双入我庐 ,先巢故尚在,相 将还旧居。
8













9、 陶渊 明( 约 365年 —427年 ),字 元亮, (又 一说名 潜,字 渊明 )号五 柳先生 ,私 谥“靖 节”, 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
1
0















66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做,明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生,以及整个命运 的,只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭

第十三章 光的衍射-PPT精品文档

第十三章 光的衍射-PPT精品文档

空间域中研究 空间频谱域中研究
第一节:光波的标量衍射理论
一、惠更斯原理 1、波阵面的形成 2、波面的传播方向 二、、惠更斯-菲涅尔原理 波前外任一点的光振动应该是波面上所有子波相干叠加的结果。
Z Q

因单色点光源S对空间任一点P的作 用,以波面 上各点发出的的子波 在P点的相干叠加的结果替代。设S 在波面 ' 上任一点Q产生的复振幅为
2)光波的复振幅发生了不均匀的变化 3、衍射系统图
衍射屏(障碍物) 衍射图样 观察屏
入射光波
4、衍射三要素:入射光波、衍射屏、衍射图样。 衍射屏:导致衍射发生的障碍物,即能改变光波波面复振 幅分布的屏。用复振幅透射系数来表征其特征。 导致衍射发生的障碍物即衍射屏的特性可用复振幅透射系数 t(x1,y1) 表示:
~ ~ E x , y E x , y t x , y 1 1 0 1 1 1 1
5、衍射研究的问题:
照明光场、衍射屏特性
观察屏上的衍射光场分布。
照明光场分布。 设计、制造衍射屏。
衍射屏、观察屏上衍射光场的分布 照明光场、要求的衍射光场分布
关键问题:从一个面上的光场分布求取传播到另一个面上时的 分布。
概述: 1、衍射现象
2、衍射实验
结论:光波偏离直线传播进入几何影区,影区边缘出现强度的强 弱分布。
1、衍射的定义
光波在传播过程中遇到障碍物时,会偏离原来的传播方向弯入 障碍物的几何影区内,并在几何影区和几何照明区内形成亮暗 相间的条纹,这种现象称为光的衍射。
2、发生衍射的原因
1)波面发生了破损
第十三章
光的衍射
13.1 光波的标量衍射理论
13.2 典型孔径的夫琅和费衍射

大学物理——光的衍射ppt课件

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式中C为比例系数,K(θ)为随θ角增大而缓慢减小 的函数,称为倾斜因子.当θ=0时,K(θ)为最大; 当 时 , K(θ)=0,因而子波叠加后振幅为零.
2
❖ 波阵面上所有dS面元发出的子波在P点引起的
合振动为
E d E C K ( r)co s2 (T t r)d S
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§13-2 单缝夫琅禾费衍射
一、单缝夫琅禾费衍射
1、装置和现象
E
L1
L2
S
a A
f
D

L1、 L2 透镜 A:单缝
E:屏幕
缝宽a
缝屏距D(L2之焦距f)
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中央 明纹
10 首页 上页 下页退出
夫朗禾费单缝衍射图样是一组与狭缝平行的明暗相间的 条纹,其中中央条纹最亮最宽。
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因此中央明条纹的线宽度为
x0 2x12 1 .53m m
(2)第1级明条纹对应的衍射角 满足
sin (2 k 1 )2 a2 3 6 2 1 1 0 0 7 44 .5 1 0 3
所以第1级明条纹中心到中央明条纹中心的距离为
x f t a n f s i n 0 . 5 4 . 5 1 0 3 2 . 2 5 1 0 3 m 2 . 2 5 m m
根据已知条件,在屏上P处出现第3级暗纹,所以 对于P位置,狭缝处的波面可划分为6个半波带.
(1)缝宽减小到一半,对于P位置,狭缝处波面可分 为3个半波带,则在P处出现第1级明纹.
(2)改用波长为1.5λ的单色光照射,则狭缝处波面 可划分的半波带数变为原来的一点五分之一,对于 P位置,半波带数变为4个,所以在P处将出现第2级 暗纹.

衍射的基本理论ppt课件

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出子波,而曲面内空间各点的场值取决于这些子波的
叠加。
26
二、菲涅耳-基尔霍夫公式 可以证明亥姆霍兹-基尔霍夫积分定理,在 某些近似条件下,可以化为一种与菲涅耳表 达式基本相同的形式。 对于单色点光源S发出的球面波照明无限大 不透明屏上孔径∑的情况,计算P点的场值: 若:孔径线度比波长大,但比孔径到S和P 的距离小得多。 则由亥姆霍兹一基尔霍夫积分定理 选取包围P点的闭合曲面,它由三部分组成
27
(1)孔径∑,
(2)不透明屏右侧∑1 , (3)以P为中心,
R为半径的部分球面∑2 。 S
(n,r) n
l
Σ1
Q
Σ r θP
R
Σ2
则P点的场强值
E~P
1
4p
1 2
E~
n
exp ik r
r
E~
n
exprikrd
对于∑和∑1面,基尔霍夫假定:
(1)在孔径∑上, E~和
~
E
的值由入射波决定,与
2.菲涅耳近似(对位相项的近似)
r
z12 (x x1 )2 y y1 2 z1
1 x x1 2 y y1 2
z12
z1
x
x1 2 y
2z1
y1 2
[x
x1 2 y
17
Q点处的面光源 d对P点的作用:
Z
dE~P
CK
E~Q
exp ikr
r
d
Q R
r
P
S
菲涅尔假设:
Z'
当 = 0 时,K()=Max, p/2 时,K()=0.
(实验证明是不对的)
若S发出的光源振幅为A(单位距离处),整个波面’的贡献

光波衍射基本理论PPT文档共38页

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26、我们像鹰一样,生来就是自由的 ,但是 为了生 存,我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子,然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索

27、法律如果不讲道理,即使延续时 间再ห้องสมุดไป่ตู้ ,也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克

28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯

29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中,哪 里没有 法律, 那里就 没有自 由。— —洛克

30、风俗可以造就法律,也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
光波衍射基本理论
21、要知道对好事的称颂过于夸大,也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤,荒于嬉;行成于思,毁于随。——韩愈
23、一切节省,归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰,决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动,是充满思想的劳动。——乌申斯基
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