光學與原子物理2016秋

1、菲涅耳圓孔衍射上節(jié)小節(jié)半波帶法其中與k無關. 考慮 影響,可得n為奇,P點為亮點；n為偶,P點為暗點.半波帶數k平行光入射圓孔,則自由傳播半波帶法解釋自由傳播,圓孔,圓屏衍射圓孔衍射P點離圓孔S越遠, 波數k很大即 越小,光強越弱,波數k很小,呈現出明暗的衍射現象.而和b的改變都不會引起P點的光強明暗交替變化（幾何光學）.圓屏衍射設前k個半波帶被遮住,則半波帶數越小,則中心點光強越大.菲涅耳波帶片遮住偶數帶，軸上P點的振幅為遮住奇數帶，軸上P點的振幅為 半波帶半徑軸上P點的振幅透鏡作用 此式與透鏡成像公式 比較, 夫瑯禾費單縫衍射細絲夫瑯禾費衍射本節(jié)要點3-4 夫瑯禾費單縫衍射一、實驗裝置和實

2、驗現象單縫寬度 并且縫長度寬度.二、單縫衍射的強度公式1.復數積分法把縫內的波前分割為許多等寬的窄條dx,朝多個方向發(fā)出次波.在傍軸條件下, 其中r是波前上坐標為x的點Q到場點 的光程.波前上點Q與O點到 的光程差為 與y無關. 是一個固定長度,當 靠近衍射屏 時約等于 的焦距 正入射情況下, 為定值,與x,y無關.令 則 上式表示從單縫中發(fā)出柱面波.其中 為衍射場中心光強度, 為單縫衍射因子.2.矢量圖解法多光束干涉 因此,等腰的頂角而 等腰 的頂角,總振幅為 即 其中 為每束光的強度，而 為多光束干涉因子.單縫 將單縫a均勻地分割為N條窄條,每窄條的寬度為 ,因此 各窄條發(fā)出的光波在 點引

3、起的光振動 振幅為 在平行光正入射單縫時, a. 單縫面上光振動的復振幅處處相同； b. 較小,各窄條發(fā)出的次光波達到 點所經歷的光程相近； c.在 點相交的各次光波平行,具有相 同的傾斜因子;因此,各窄條發(fā)出的光波在 點引起的 光振動具有相同的分振幅.相鄰窄條發(fā)出的次光波達到 點的光 程差都為 相應位相差 光強度當 其中 取 3.干涉與衍射的區(qū)別干涉：分離的有限多光束的相干疊加；衍射：連續(xù)的無限光束的相干疊加.單縫衍射雙縫干涉三、單縫衍射強度 主極強：零級衍射斑, 幾何像點位置.次極強:高級衍射斑,滿足 的根,其數值為對應 值為 各次極強的光強為 考慮到傾斜因子, 各次極強的光強還要進一步減

4、小.因此,絕大部分光能集中在零級衍射斑內.暗紋位置滿足 因此, 即 亮斑的角寬度相鄰暗紋的角寬度作為其間亮斑的角寬度. 傍軸條件：暗紋位置 零級亮斑的半角寬度 上式表明：縫寬a越大, 零級亮斑的半角寬度 越當縫寬a很大時, 這表明衍射 場基本上集中在沿直線傳播的原方向上, 小.在透鏡后焦平面上衍射斑收縮為幾何光學的像點.在縫寬a不變條件下, 當 所以, 幾何光學是短波 的極限近似理論. 線光源：各點光源形成衍射花樣的非相干疊加.例 波長為 的一束平行光照射在 寬度為 的單縫上,透鏡的焦距為 求零級夫瑯禾費衍射斑的半角寬度和線度.解： 四、細絲夫瑯禾費衍射細絲與單縫互為互補屏.自由波場:像點為焦平面上=0處亮點.其它地方細絲與單縫產生的光強分布相同.細絲夫瑯禾費衍射零級也存