2020高中物理竞赛辅导课件—基础光学第5-a章 光的衍射1(共74张PPT)

“光的衍射” 就是光可以“绕过”障碍物而在某种程度上传播到障碍物的几何阴影区。点光源透过圆孔Σ照射屏幕，逐渐改变圆孔的大小: 1、圆孔大，光斑大小就是几何投影。 2、圆孔小，圆斑外产生若干同心圆环。 3、圆孔更小，光斑及圆环不但不 跟着变小，反而会增大起来。 第5章 光的衍射 干涉和衍射的区别与联系 粗浅认识 干涉是有限条光束的相干叠加； 衍射是无数多次波(光束)的相干叠加。 精确认识 参与叠加的光束的传播行为近似为直线传播，该叠加可认为是干涉； 参与叠加的光束的传播行为不符合直线传播，该叠加可认为是衍射； 本质认识 干涉和衍射都是波的相干叠加结果，仅是参与的对象、形成的条件、分布规律以及数学处理上有所不同； 干涉和衍射是同时存在的，对每一束光而言都存在着衍射，而各光束间则存在着干涉，亦即干涉条纹的分布要受到单光束衍射因子的调制。 目录 §5.1 惠更斯—菲涅尔原理 §5.3 菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射 §5.4 矩孔和单缝的夫琅禾费衍射 §5.5 圆孔的夫琅禾费衍射 §5.6 光学成像系统的衍射和分辨本领 §5.8 多缝夫琅禾费衍射 §5.9 衍射光栅 §5.10 圆孔和圆屏的菲涅尔衍射 按光源、衍射开孔和观察衍射的幕三者之间距离的大小，分为两种类型：1、菲涅耳(Fresnel)衍射； 2、夫琅和费(Fraunhofer)衍射。 有限远 菲涅耳衍射 夫朗和费衍射 无限远 入射光为非平行光 衍射光为非平行光 入射光为平行光 衍射光为平行光 （利用透镜达到此要求） 5.1.1 惠更斯原理： 波源S在某一时刻的波阵面为Σ，Σ面上每一点都是一个次波源，发出球面次波。次波在随后的某一时刻的包迹面形成一个新的波阵面Σ’ 波面的法线方向就是波的传播方向。 利用惠更斯原理即可说明衍射 现象的存在，但无法确定衍射 图样中的光强分布 §5-1 惠更斯—菲涅耳原理 5.1.2 惠更斯-菲涅耳原理： 子波叠加与子波干涉的假设。 波阵面上各面积元所发出 的球面子波在观察点 P 的相干叠 加决定了P 点的合振动及光强。 衍射为无限多、无限小子波的干涉效应。 S与P之间的任一个波面上各点所发出的次波在P点迭加。 1、单色点光源S在波面Q产生的光振动复振幅为: 2