第十一章 光学-光的衍射-习题解答PPT课件
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光的衍射现象PPT课件
(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
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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
光的衍射习题课ppt课件
Ae
A2
Ao
A1
N2
过该装置。
b sin k
b sin (2k b sin
1)
2
(3) 条纹宽度
k 1,2暗纹中心 k 1,2明纹中心 中央明纹
中央明条宽度:角宽度
0
2b
线宽度 x0
2 b
f
明条纹宽度 x f
b
2.衍射光栅
(1)光栅衍射是单缝衍射和各缝干涉的总 效果
(2)光栅方程
(b b)sin k k 0,1,2,
已知 (b b) sin 2 2
(b b) sin 3 3
得 b b 6 104 m
又因第4级缺级,则由 k
b
b
k
,
得
b b 4
b
b 1.5104 m
b
(2)设 90,则 (b b) sin k
可以见到 2k 1 21 (k=10条),包括零
级明纹,但是:由于有缺级,(4,8) ,则
可见到17条(实际15条)
(3)此时屏上条纹不再对称, 在一侧有
(b b) sin 30 (b b) sin k
当 90时,k 15
另一侧有 (b b)(sin 30 sin ) k
90时,k 5
考虑到第4,8,12及-4
i
为缺级以及实际效果,共
观察到15条明纹,全部级
x o
k 4, 4 333nm
f
可允许在屏上x=1.5mm处的明纹为波长
600nm的第二级衍射和波长为420nm的第三
级衍射
(2)此时单缝可分成的波带数 分别是 k 2,时 为 2k 1 5
k 3,时 为 2k 1 7
《光的衍射》课件
衍射角与衍射波
解释衍射时涉及的角度概念, 并介绍衍射波在空间中的传播。
衍射的公式及其推导
给出衍射的数学公式及其推导 过程,以便更好地理解和计算 衍射现象。
衍射的应用
衍射在各领域中的应用
探索衍射在光学、声学和无线通信等领域中的应用,例如光栅、衍射光学等。
衍射仪器的应用介绍
介绍一些常见的衍射仪器,如衍射光栅、衍射望远镜等,并说明其原理和用途。
《光的衍射》PPT课件
欢迎来到《光的衍射》的PPT课件,本课程将带您深入了解光的衍射现象,并 探讨其背后的物理原理和应用。让我们一起开始这个光学之旅吧!
简介
光的基本概念回顾
回顾光的基本概念,包括光是一种电磁波、光的传播速度等。
衍射的定义及其背后的物理原理
解释衍射的定义,并介绍光波在衍射现象中的传播和干涉。
本次课程的目的及重点
概述本课程的目的,并强调将重点讲解衍射的基本概念、数学表示和应用。
光的传播
光的直线传播
讨论光线在真空和均匀介质中的 直线传播特性。
光的波动性及其对光传播 的影响
探究光的波动性质以及对光传播、 衍射和干涉等现象的影响。光 Nhomakorabea干涉现象
介绍光的干涉现象、干涉条纹和 构成干涉的条件。
衍射的基本概念
总结本次课程对学生对物理学学习的启示和意义,鼓励他们深入探索更多的物理现象。
衍射技术的未来发展方向
展望衍射技术未来的发展方向,包括新型材料的应用和衍射技术在纳米尺度的应用。
总结
1 本次课程中学到的知识回顾
回顾本次课程中涉及的光的衍射的基本概念、数学表示以及应用。
2 衍射在光学研究中的重要性
强调衍射在光学研究中的重要性,并其在科学和工程领域的广泛应用。
11--光的衍射
解: (1)中央明纹宽度:
P1
x f tg 1 f sin 1 f a
l0 2 x 2 f
1
f
x O
a
5 mm
(2)第一级明纹宽度为第一级暗纹和第二级暗纹间的距离
2 f l f sin 2 f sin 1 f ( ) 2.5 mm a a a
A
1BC b sin 2
2
2个波带
bO
B
C
AO和OB波带上对应点发出的子波到达Q
点时的位相差为,相互干涉抵消----Q点 为暗纹
2 BC b sin 3
2
A
3个波带
b
A1 A2
剩余有一个波带未被抵消----Q点为明纹
B
C
3BC b sin n n 1,2n个波带
P
S
I
2 b b
2
b b
sin
2. 衍射图像的分布规律----菲涅尔半波带法
A
Q
b
A1
A2 A3
C
O
B
f
P
B点和A点的子光线的光程差: BC b sin
K t r E C cos 2 dS r T
P
P
S
S
二、惠更斯-菲涅尔原理
惠更斯原理可以定性地解释波的衍射现象,但是其不能够 定量地给出衍射波在空间各点波的强度 从同一波面上各点发出的子波是相干波,在传播到空间某 一点时,各子波进行相干叠加的结果,从而决定了该处的 波的振幅------子波想干叠加----惠更斯-菲涅尔原理 P点光矢量E的大小:
P1
x f tg 1 f sin 1 f a
l0 2 x 2 f
1
f
x O
a
5 mm
(2)第一级明纹宽度为第一级暗纹和第二级暗纹间的距离
2 f l f sin 2 f sin 1 f ( ) 2.5 mm a a a
A
1BC b sin 2
2
2个波带
bO
B
C
AO和OB波带上对应点发出的子波到达Q
点时的位相差为,相互干涉抵消----Q点 为暗纹
2 BC b sin 3
2
A
3个波带
b
A1 A2
剩余有一个波带未被抵消----Q点为明纹
B
C
3BC b sin n n 1,2n个波带
P
S
I
2 b b
2
b b
sin
2. 衍射图像的分布规律----菲涅尔半波带法
A
Q
b
A1
A2 A3
C
O
B
f
P
B点和A点的子光线的光程差: BC b sin
K t r E C cos 2 dS r T
P
P
S
S
二、惠更斯-菲涅尔原理
惠更斯原理可以定性地解释波的衍射现象,但是其不能够 定量地给出衍射波在空间各点波的强度 从同一波面上各点发出的子波是相干波,在传播到空间某 一点时,各子波进行相干叠加的结果,从而决定了该处的 波的振幅------子波想干叠加----惠更斯-菲涅尔原理 P点光矢量E的大小:
光的衍射光的衍射—人教版高中物理选择性必修第一册PPT优秀课件
解析:由单缝衍射实验的观察可知,狭缝宽度越小,衍射现 象越明显,衍射条纹越宽,条纹间距也越大,本题是将缝调宽, 现象向相反的方向变化,故选项 A 正确,B、C、D 错.
考点二 衍射与干涉的区别
1.几种衍射现象 (1)单缝衍射图样 ①缝变窄,通过的光变少,而光分布的范围更宽,所以亮 纹的亮度降低. ②中央亮条纹的宽度及条纹间距跟入射光的波长及单缝宽 度有关,入射光波长越大,单缝越窄,中央亮条纹的宽度及条 纹间距就越大. ③用白光做单缝衍射时,中央亮条纹是白色的,两边是彩 色条纹,中央亮条纹仍然最宽最亮.
总结提能 (1)衍射是光所具有的特点,பைடு நூலகம்光发生明显的衍射 现象则需要满足一定的条件.
(2)衍射条纹的亮度是由光照射的能量决定的,并不是衍射 现象越明显条纹越亮.
观察单缝衍射现象时,把缝宽由 0.2 mm 逐渐增大到 0.8 mm,看到的现象是( A )
A.衍射条纹的间距逐渐变小,衍射现象逐渐不明显 B.衍射条纹的间距逐渐变大,衍射现象越来越明显 C.衍射条纹的间距不变,只是亮度增强 D.以上现象都不会发生
4.衍射条纹产生的实质:衍射条纹的产生实质上是光波发 生干涉的结果,即相干波叠加的结果.当光源发出的光照射到 小孔或障碍物时,小孔处或障碍物的边缘可看成许多点光源, 这些点光源是相干光源,发出的光相互干涉,形成明暗相间的 条纹.
5.光的衍射和机械波的衍射相同,都不需要条件,但发生 明显的衍射是需要条件的,都是障碍物或孔的尺寸与波长相差 不大,或小于波长,由于光波的波长很小,不易满足衍射条件.
左右两架放映机前的偏振片的偏振方向互相垂直,因而产 生的两束偏振光的偏振方向也互相垂直.这两束偏振光投射到 银幕上再反射到观众处,偏振光方向不改变.观众用上述的偏 振眼镜观看,每只眼睛只看到相应的偏振光图像,即左眼只能 看到左机映出的画面,右眼只能看到右机映出的画面,这样就 会像直接观看那样产生立体感觉.
光的衍射课件PPT课件课件
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】
第14页,此课件共38页哦
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
第33页,此课件共38页哦
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
第1页,此课件共38页哦
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.
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(教学课件)(完整版)
只通过一条窄缝,则在光屏上可以看到(
)
A.与原来相同的明暗相间的条纹,只是明条纹比原来暗些
B.与原来不相同的明暗相间的条纹,而中央明条纹变宽些
C.只有一条与缝宽对应的明条纹
D.无条纹,只存在一片红光
答案:B
考点二:光的干涉和衍射的比较
解析:双缝为相干光源的干涉,单缝为光的衍射,且干涉和衍射的图样
不同。衍射图样和干涉图样的异同点:中央都出现明条纹,但衍射图样
(1)孔较大时——屏上出现清晰的光斑
ASLeabharlann 几乎沿直线传播学习任务一:光的衍射
4.圆孔衍射
(2) 孔较小时—
—屏上出现衍射花
样(亮暗相间的不
等间距的圆环,这
些圆环的范围远远
超过了光沿直线传
播所能照明的范围)
以中央最亮的光斑为圆心的逐
渐变暗的不等距的同心圆
学习任务一:光的衍射
4.圆孔衍射
(3)圆孔衍射图样的两个特点
答案:A
考点二:光的干涉和衍射的比较
解析:干涉条纹是等间距的条纹,因此题图a、b是干涉图样,题图c、d
是衍射图样,故A项正确,B项错误;由公式Δx=
λ可知,条纹宽的入射光
的波长长,所以题图a图样的光的波长比题图b图样的光的波长长,故C项
错误;图c的衍射现象比图d的衍射现象更明显,因此题图c图样的光的波
中央明条纹较宽,两侧都出现明暗相间的条纹,干涉图样为等间隔的明
暗相间的条纹,而衍射图样两侧为不等间隔的明暗相间的条纹,且亮度
迅速减弱,所以选项B正确。
祝你学业有成
2024年5月2日星期四1时48分21秒
S
学习任务一:光的衍射
2.光的明显衍射条件
)
A.与原来相同的明暗相间的条纹,只是明条纹比原来暗些
B.与原来不相同的明暗相间的条纹,而中央明条纹变宽些
C.只有一条与缝宽对应的明条纹
D.无条纹,只存在一片红光
答案:B
考点二:光的干涉和衍射的比较
解析:双缝为相干光源的干涉,单缝为光的衍射,且干涉和衍射的图样
不同。衍射图样和干涉图样的异同点:中央都出现明条纹,但衍射图样
(1)孔较大时——屏上出现清晰的光斑
ASLeabharlann 几乎沿直线传播学习任务一:光的衍射
4.圆孔衍射
(2) 孔较小时—
—屏上出现衍射花
样(亮暗相间的不
等间距的圆环,这
些圆环的范围远远
超过了光沿直线传
播所能照明的范围)
以中央最亮的光斑为圆心的逐
渐变暗的不等距的同心圆
学习任务一:光的衍射
4.圆孔衍射
(3)圆孔衍射图样的两个特点
答案:A
考点二:光的干涉和衍射的比较
解析:干涉条纹是等间距的条纹,因此题图a、b是干涉图样,题图c、d
是衍射图样,故A项正确,B项错误;由公式Δx=
λ可知,条纹宽的入射光
的波长长,所以题图a图样的光的波长比题图b图样的光的波长长,故C项
错误;图c的衍射现象比图d的衍射现象更明显,因此题图c图样的光的波
中央明条纹较宽,两侧都出现明暗相间的条纹,干涉图样为等间隔的明
暗相间的条纹,而衍射图样两侧为不等间隔的明暗相间的条纹,且亮度
迅速减弱,所以选项B正确。
祝你学业有成
2024年5月2日星期四1时48分21秒
S
学习任务一:光的衍射
2.光的明显衍射条件
光的衍射ppt课件完整版
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。
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。
大学物理第5版课件 第11章 光学
1
M1 n1 n2
M2 n1
L 2
iD
3
A C
B
E
45
P
d
第十一章 光学
35
物理学
第五版
Δ32
n2
( AB
BC)
n1 AD
2
AB BC d cos γ
AD ACsin i
n2 n1
L
2
P
2d tan sini
1
iD 3
M1 n1 n2
A
C
d
M2 n1
B
C
d
M2 n1
B
E
45
注意:透射光和反 射光干涉具有互补 性 ,符合能量守恒 定律.
第十一章 光学
38
物理学
第五版
当光线垂直入射时 i 0
当 n2 n1 时
Δr
2dn2
2
当 n3 n2 n1 时
Δr 2dn2
第十一章 光学
n1 n2 n1
n1 n2
n3
39
物理学
第五版
四 了解衍射对光学仪器分辨率的影响.
五 了解 x 射线的衍射现象和布拉格公式 的物理意义.
第十一章 光学
7
物理学
第五版
光的偏振
11-0 教学基本要求
一 理解自然光与偏振光的区别.
二 理解布儒斯特定律和马吕斯定律.
三 了解双折射现象.
四 了解线偏振光的获得方法和检验 方法.
第十一章 光学
8
物理学
第五版
第十一章 光学
光的衍射问题PPT课件
2
sintg x
f
k bx 1 3
f 2
(b)当k=3时, bsin(2k1)7
22
狭缝处波阵面可分成7个半波带。
.
19
➢注意:
单缝衍射:
bsin
2k
2
k1,2 , 暗
扬氏双缝干涉: d sin 2k k0,1 ,明
2
➢干涉与衍射的区别与联系
1、从根本上讲,都是波的相干叠加,没
有原则区别。
n
bsin2kk干涉相消(暗纹)
bsin(2k2 1) 干涉加强(明纹)
2
lk1f
kf
f
b
除了中央明纹外的其 他明纹、暗纹的宽度
2、夫琅禾费单缝衍射 讨论:下面单缝衍射图中,各条入射光线间距相 等,问:(1)光线 1 与 3 在幕上 P 点相遇时, 两光 振动的相位差是多少? (2)P 点是明还是暗?
b
1
3
缝长
5
答:(1) 1,3光线 在P 点相遇时, 两光振
动的位相差为 2π .
R
1
3
P
5
o
2
bsin 2k
2
(2) P 点是暗点.
2、夫琅禾费单缝衍射
例1 一单色平行光垂直入射一单缝,其衍射第
三级明纹位置恰好与波长为 600 nm 的单色光垂直入
射该缝时衍射的第二级明纹位置重合,试求该单色光
的波长. 解
角范围 sin 线范围 f xf
b
b
b
b
中央明纹的宽度
l0
2x1
2 b
f
2、夫琅禾费单缝衍射 单缝宽度变化,中央明纹宽度如何变化?
2、夫琅禾费单缝衍射 单缝实验(缝宽度变化对条纹的影响)
光的衍射 课件
个数越多,衍射条纹的宽度越窄,亮度越大。
一、光的直线传播是一种特殊情况
光的直线传播是一种特殊情况,具体从以下两个方面去理解: 1.多数情况下,光照到较大的障碍物或小孔上时是按沿直线传 播的规律传播的,在它们的后面留下阴影或光斑。如果障碍物、缝 或小孔都小到与照射光的波长差不多或更小时,光就表现出明显的 衍射现象,在它们的后面形成泊松亮斑、明暗相间的条纹或圆环。 2.光是一种波,衍射是它基本的传播方式,但在一般情况下,由于 障碍物都比较大(比起光的波长来说),衍射现象很不明显。光的传 播可近似地看做是沿直线传播。所以,光的直线传播只是特殊情况。
二、光的双缝干涉与单缝衍射的比较
种
类
单缝衍射
双缝干涉
项目
产生 条件
只要狭缝足够小,任何光都 频率相同的两列光波相
能发生
遇叠加
不 条纹 同 宽度
条纹宽度不等,中央最宽
条纹宽度相等
点 条纹 间距
各相邻条纹间距不等
各相邻条纹等间距
亮度 相同点
中央条纹最亮,两边变暗 清晰条纹,亮度基本相等 干涉、衍射都是波特有的现象,属于波的叠加;干涉、 衍射都有明暗相间的条纹
光的衍射
1.光的衍射现象 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。 2.常见的光的衍射现象 (1)单缝衍射:单色光通过狭缝时,在屏幕上出现明暗相间的条纹,
中央为亮条纹,中央条纹最宽最亮,其余条纹变窄变暗;白光通过狭缝 时,在屏上出现彩色条纹,中央为白色条纹。
类型 光的衍射现象
【例题】在单缝衍射实验中,下列说法中正确的是( ) A.将入射光由黄色换成绿色,衍射条纹间距变窄 B.使单缝宽度变小,衍射条纹间距变窄 C.换用波长较长的光照射,衍射条纹间距变宽 D.增大单缝到屏的距离,衍射条纹间距变宽
一、光的直线传播是一种特殊情况
光的直线传播是一种特殊情况,具体从以下两个方面去理解: 1.多数情况下,光照到较大的障碍物或小孔上时是按沿直线传 播的规律传播的,在它们的后面留下阴影或光斑。如果障碍物、缝 或小孔都小到与照射光的波长差不多或更小时,光就表现出明显的 衍射现象,在它们的后面形成泊松亮斑、明暗相间的条纹或圆环。 2.光是一种波,衍射是它基本的传播方式,但在一般情况下,由于 障碍物都比较大(比起光的波长来说),衍射现象很不明显。光的传 播可近似地看做是沿直线传播。所以,光的直线传播只是特殊情况。
二、光的双缝干涉与单缝衍射的比较
种
类
单缝衍射
双缝干涉
项目
产生 条件
只要狭缝足够小,任何光都 频率相同的两列光波相
能发生
遇叠加
不 条纹 同 宽度
条纹宽度不等,中央最宽
条纹宽度相等
点 条纹 间距
各相邻条纹间距不等
各相邻条纹等间距
亮度 相同点
中央条纹最亮,两边变暗 清晰条纹,亮度基本相等 干涉、衍射都是波特有的现象,属于波的叠加;干涉、 衍射都有明暗相间的条纹
光的衍射
1.光的衍射现象 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。 2.常见的光的衍射现象 (1)单缝衍射:单色光通过狭缝时,在屏幕上出现明暗相间的条纹,
中央为亮条纹,中央条纹最宽最亮,其余条纹变窄变暗;白光通过狭缝 时,在屏上出现彩色条纹,中央为白色条纹。
类型 光的衍射现象
【例题】在单缝衍射实验中,下列说法中正确的是( ) A.将入射光由黄色换成绿色,衍射条纹间距变窄 B.使单缝宽度变小,衍射条纹间距变窄 C.换用波长较长的光照射,衍射条纹间距变宽 D.增大单缝到屏的距离,衍射条纹间距变宽
光的衍射ppt课件上课解析
三、圆孔衍射
光沿直线传播
1、孔较大时—— 屏上出现光斑, 但边缘有些模糊. 光的衍射
A S
B
三、圆孔衍射
光沿直线传播
2、孔减小时—— 屏上出现光源倒立的像
小孔成像
A S
B
三、圆孔衍射
光的衍射
3、孔较小时—— 屏上出现衍射图样。
A S
B
猜一猜:
使太阳光垂直照射到一块遮光板上,板上
有可以自由收缩的正方形孔,孔的后面放置一 个光屏,在正方形孔逐渐变小直至闭合的过程 中,光屏上依次可以看到几种不同的现象,试 把下列现象依次排列:
A.圆形光斑
答案:D→E→A→B→C
B.明暗相间的彩色条纹
C.变暗消失
D.正方形光斑
E.正方形光斑由大变小
四、圆盘衍射
不只是狭缝和圆孔,各种不同形状的 物体都能使光发生衍射,以至使影的轮廓 模糊不清,其原因是光通过物体的边缘而 发生衍射的结果.历史上曾有一个著名的 衍射图样——泊松亮斑.(阅读教材)
6、我们经常可以看到,凡路边施工处总挂 有红色的电灯,这除了红色光容易引起人的 视觉注意以外,还有一个重要的原因,这一 原因是红色光( A ) A.比其他色光更容易发生衍射
B.比其他可见光更容易发生干涉
C.比其他可见光更容易发生反射
D.比其他可见光更容易发生折射
7、关于衍射下列说法正确的是( A B D) 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。
D、光照到较大圆孔上出现大光斑,说明光沿直 线传播,不存在光的衍射.
例2:下面四种现象中,哪些不是光的衍射 现象造成的( C ) A.通过游标卡尺观测两卡脚间狭缝中发光 的日光灯管,会看到平行的彩色条纹;
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=k
中的
2
求出k值.
注意:
1) k为小数,取整[k]即为能看到的明条纹的最高级次.
2) k为整数,实际能看到的明条纹的最高级次为(k-1). ②.最多能看到的明条纹数目:
1).若无缺级,则最多能看到的明条纹数目为最高级 次k的2倍加1:(2 k+1)
2).若有缺级,还需扣除所缺级的条纹数目
7
一、选择题
1、(D)
2、(B)n
asin300
4
、 2
令 , k 1
3 ( C ) m a a s xi n k 6 a 2
4、(C)
5、(A)
8
6、 (D)邻(ab)sink, k0,1,2,3 ( ab )k,一 定 ,,离中央明纹
7 、 (a b ) a s s i i n n k k a a b k k 3 (B )
d sin 1 k 1 1 d siLeabharlann 2 k 2 2 sin tg x
f
f
x x 2 x 1 d 1 . 8 cm
16
3、解:
(1) k 1 ( k 1) 2
k 2 400 2 1 2 600 400
( 2 )由 x k
k1 d
f
21 d
12
6 、 dsin k1 1k22 2k k1 2166 n0 m
7、k1,x1f
;dx16.33102nm
df
8、10
13
三、计算题
1、解:中央明纹宽度:
x0 2f
a
2×0.5
546.0´109 0.10´103
5.46×103(m)
第二级明纹宽度:
xD t gD 2.7 3 1 3 0 (m )
k 暗纹
k1、 2、 3
k 0
中央明纹范围:
asin
3
中央明纹宽度: 其他明纹宽度:
中央明纹 2
a
中央明纹 x 2 f
a
其余明纹
a
其余明纹
x f
a
4、将白光代替单色光,则中央白色,其余 明纹形成内紫外红光谱,高级次重叠
4
五、衍射光栅:
光栅常数:d=a+b
1、装置: 2、图样: 3、光栅方程: △相邻=(a+b)sin =k k=0,±1, ±2, ±3 ···
10
二、填空题
1、次波(子波、次子波)、次波相干迭加
2 . x2fa 1 .2m m x 36fa3 .6mm
3、,fa 一,定 x与成正比
x4mm 44n2m3mm 58n9m
11
4、n
asin
4
2
max
asin
2
sin
2
a
max
P点为第一级暗纹
5 、sdin k 令 2 k d,km a3 x
a
14
2、解:
(1 )由单缝衍射明纹公式可
知
a sin
1
1 2
(2k
1)1
k1
a
sin
1
3 2
1
tg 1
x1 f
sin 1 tg 1
x1
3 2
f1 , a
同理可得
x2
3 2
f 2 a
15
设两第一级明纹间距为
x
x
x2 x1
3 2
f a
0 . 27 cm
( 2 ) 光栅衍射主级大公式
第十一章 光学-习题解
1
光的衍射 一、光的衍射现象: 二、惠更斯-菲涅耳原理: 三、分类:
菲涅耳衍射(近场衍射) 夫琅和费衍射(远场衍射)
四、单缝夫琅和费衍射:
1、装置:
2
2、图形:
3、菲涅耳半波带法:
单缝被分成的半波带数目为:
BC
2
*明暗纹条件:
0
中央明纹中心
asin
(2k
1)
2
各级明纹中心
4、将白光代替单色光,则中央零级主明纹 为白色,其余各级为彩色光谱,高级次重叠5
5、谱线的缺级:
ds i n (a b )s i n k
asi nk
缺级:
k d k a
(k1,2 )
6、谱线的重叠:
(a b )Si n k 1 1 k 2 2 6
7、最多能看到的光谱的级次及数目:
①.令(a+b)sin
f
d 2 1 f 1 .2 10 3 cm xk
17
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
8(B)
9 、 (D )d si n k 11 k 22 k k 1 21 2 5 39
7 、 (a b ) a s s i i n n k k a a b k k 3 (B )
8(B)
9 、 dsi n k 11 k22 k k 1 21 2 5 3
(D )
18
谢谢大家
荣幸这一路,与你同行
It'S An Honor To Walk With You All The Way
演讲人:XXXXXX
时 间:XX年XX月XX日
19