高中物理竞赛—光学篇（基础版）54光的衍射（1）(共18张PPT)

2020物理竞赛 光的衍射（１） 17-6 光的衍射 17-7 单缝夫衍射 复 习 光程 薄膜干涉 劈尖 牛顿环 迈克耳孙干涉仪 17-6 光的衍射 一、光的衍射现象 2.衍射现象： 波在传播过程中遇到障碍物，能够绕过障碍物的边缘前进这种偏离直线传播的现象称为衍射现象。 3.判据： a~λ 1.实验现象： 单缝K a b S 光源 (a) 屏幕E 屏幕E 单缝K a S 光源 (b) b 二、 惠更斯-菲涅耳原理 1690年惠更斯提出惠更斯 原理，认为波前上的每一点 都可以看作是发出球面子波 的新的波源，这些子波的包 络面就是下一时刻的波前。 1818年，菲涅耳运用子波可以相干叠加的思 想对惠更斯原理作了补充。他认为从同一波 面上各点发出的子波，在传播到空间某一点 时，各个子波之间也可以相互叠加而产生干 涉现象。这就是惠更斯－菲涅耳原理。 1.惠更斯-菲涅耳原理 S p r n  说明 菲涅耳积分可以计算任意形状波的阵面衍射问题。 采用半波带法来定性地解释衍射现象。 2.惠更斯-菲涅耳原理的数学表达式 菲涅耳衍射积分公式： 对于点光源发出的球面波，初相位可取为零，且倾斜因子 它说明子波为什么不会向后退。 S p r n  三、衍射的分类 1.菲涅耳衍射 2.夫琅和费衍射 光源—障碍物—接收屏距离为有限远。 光源—障碍物—接收屏 距离为无限远。 衍射系统一般由光源、 衍射屏和接受屏组成的。 按它们相互距离的关系， 通常把光的衍射分为两 大类 光源 障碍物 接收屏 光源 障碍物 接收屏 障碍物 接收屏 17-7 单缝衍射 光源在透镜L1的物方焦平面 接收屏在L2象方焦平面 一、单缝夫琅和费衍射实验装置 1.实验装置 2.实验现象 明暗相间的平行于单缝衍射条纹； 中央明纹明亮且较宽； 两侧对称分布着其它明纹。 光强 二、菲涅耳半波带法解释单缝衍射 1.菲涅耳半波带 单缝 ① ② P B A 半波带的作法： A B θ a A,B两条平行光线之间的光程差BC=asinθ. asin C θ 作平行于AC的平面,使相 邻平面之间的距离等于入射光的半波长.（位相差） 如图把AB波阵面分成AA1，A1A2，A2B波带. A1 A2 两相邻波带对应点AA1中A1和 AA2中A2，到达P点位相差为，光程差为/2。这样的