2021-2022學(xué)年高二物理競賽課件：單縫和圓孔的夫瑯禾費衍射

1、單縫和圓孔的夫瑯禾費衍射2單縫和圓孔的夫瑯禾費衍射 一、單縫的夫瑯禾費衍射 實驗裝置： l cm l a a0.01-1mmsPL1a2Lf1f2l3光強中央明紋單縫衍射圖樣的光強分布根據(jù)惠更斯菲涅耳原理，屏上的亮暗條紋是從同一個波前上發(fā)出的子波產(chǎn)生干涉的結(jié)果。 4asL1f1P2Lf2lsL1f1把單縫平面分割成許多平行于縫的長邊的一組等寬細帶，每個細帶看作一個產(chǎn)生次波的面元 s = l x ，每個次波在P點引起的光振動用一個小矢量來表示矢量圖解法 計算接收屏上任意點P 的光振動振幅和光強 a l x5 = 0方向上各子波射線，到O點相位相同，光程相等，亮紋） 0 時，相鄰各面元發(fā)出的次波，

2、到P點時相位不同，光程不同相位差為 = BC = AB sin = a sin 各細帶所對應(yīng)的小矢量，由A點起，做一系列等長的小矢量首尾相接，逐個轉(zhuǎn)過一個相同的小角度，最后到達點B，此時總共轉(zhuǎn)過的角度為上下兩邊緣的最大光程差 用一個小矢量代表一個細帶面元s = l x 對P 處光振動的貢獻 xOP 在O點引起的光振動的振幅等于各小矢量連成一條線， 即等于矢量A0的長度6取 s 0 即 x 0 ，細帶寬度無限縮小，小矢量連成的折線化為圓弧，弧心C , 圓心角2， 顯然 整個縫寬在P處的合成振幅為由于AB = A0（所以）（相位差式中 7單縫夫瑯禾費衍射光強分布）縫寬a 一定時，波長越大，各級衍射

3、角越大，中央明條紋越寬8550 nm650 nm450 nm相對光強023jasinl-11-112223-3-3-l縫寬一定,波長越長,則各級衍射角越大,中央明紋越寬.波長9接收屏上(或)相同的點光強相同，亮暗條紋平行于單縫。光強分布的特點因 = 0, = 0, , IP =I0,光強最大,稱為主極大當 = k 時，即a sin = k， 光強為零，即為暗條紋。第一暗條紋對應(yīng)衍射角: (4)兩相鄰暗條紋之間的亮條紋，稱為次極大 位置可以從式 的微商為零求得1 = 1.43，I1 =0.047I02 = 2.46， I2 =0.016I03 = 3.47， I3 =0.008I01 2 3 10光強(5)點O 到第一暗條紋中心的角距離,稱為主極大的半角寬度0 ）P O光強分布的特點主極大次極大次極大次極大次極大中央亮條紋的寬度等于各次極大的兩倍，絕大部分光能都落在了中央亮條紋上。 11討論縫寬 a 對衍射圖像的影響由暗紋位置 和次極大位置 可知只有主極大，無次極大2.3. 對于一定的 k 和 條紋越發(fā)散，衍射現(xiàn)象越顯著4.1.12單縫縫寬 a 對衍射圖像的影響暗紋位置 次極大位置只有主極大不成立狹縫經(jīng)透鏡成像，無衍射13 例1 用波長為546 nm的綠色平行光垂直照射寬度為0.45 mm的單縫, 縫后放置一焦距為80 cm的透鏡