高二物理競賽光的衍射課件

二光的衍射

2

了解菲涅爾衍射和夫瑯禾費(fèi)衍射的區(qū)別；3

能用半波帶法分析討論夫瑯禾費(fèi)單縫衍射的光強(qiáng)分布；

4掌握光柵方程，并根據(jù)方程確定光柵衍射的明紋位置.教學(xué)基本要求:

1

理解惠更斯-菲涅爾原理的物理意義；

5掌握光柵常數(shù)的概念及其對(duì)光柵譜線分布的影響；能夠分析并理解光柵光譜的重疊現(xiàn)象.一光的衍射現(xiàn)象光在傳播過程中遇到障礙物時(shí)，當(dāng)光的波長與障礙物的尺寸可以比擬時(shí)，光能夠繞過障礙物從而在其陰影區(qū)繼續(xù)傳播的現(xiàn)象光的衍射14-5光的衍射圓孔衍射（較大/?。﹩慰p衍射（較寬/窄）**二惠更斯—菲涅爾原理球面波平面波O惠更斯原理介質(zhì)中波動(dòng)傳播到的各點(diǎn)都可以看作是發(fā)射子波的波源，而在其后的任意時(shí)刻，這些子波的包絡(luò)就是新的波前.惠更斯—菲涅爾原理空間某點(diǎn)的光強(qiáng)等于波面上各點(diǎn)發(fā)出的子波在該點(diǎn)相干疊加的總光強(qiáng).子波在點(diǎn)引起的振動(dòng)振幅，并與有關(guān)。子波不能向后傳播菲涅爾補(bǔ)充同一波陣面上發(fā)出的光是相干光。：波陣面上面元(子波波源)：時(shí)刻波陣面*三菲涅爾衍射和夫瑯禾費(fèi)衍射夫瑯禾費(fèi)衍射光源、屏與縫相距無限遠(yuǎn)縫在實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)夫瑯禾費(fèi)衍射菲涅爾衍射縫光源、屏與縫相距有限遠(yuǎn)一圓孔衍射艾里斑：艾里斑直徑二瑞利判據(jù)對(duì)于兩個(gè)強(qiáng)度相等的不相干的點(diǎn)光源（物點(diǎn)），一個(gè)點(diǎn)光源的衍射圖樣的主極大剛好和另一點(diǎn)光源衍射圖樣的第一極小相重合，這時(shí)兩個(gè)點(diǎn)光源（或物點(diǎn)）恰為這一光學(xué)儀器所分辨.**三光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)最小分辨角（兩光點(diǎn)剛好能分辨）光學(xué)儀器分辨率光學(xué)儀器的通光孔徑1990年發(fā)射的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的凹面物鏡的直徑為2.4m，最小分辨角，在大氣層外615km

高空繞地運(yùn)行,可觀察130億光年遠(yuǎn)的太空深處,發(fā)現(xiàn)了500億個(gè)星系.

例1設(shè)人眼在正常照度下的瞳孔直徑約為3mm，而在可見光中，人眼最敏感的波長為550nm，問

（1）人眼的最小分辨角有多大？（2）若物體放在距人眼25cm（明視距離）處，則兩物點(diǎn)間距為多大時(shí)才能被分辨？解（1）（2）

例2毫米波雷達(dá)發(fā)出的波束比常用的雷達(dá)波束窄，這使得毫米波雷達(dá)不易受到反雷達(dá)導(dǎo)彈的襲擊.

（1）有一毫米波雷達(dá)，其圓形天線直徑為55cm，發(fā)射頻率為220GHz的毫米波，計(jì)算其波束的角寬度；（2）將此結(jié)果與普通船用雷達(dá)發(fā)射的波束的角寬度進(jìn)行比較，設(shè)船用雷達(dá)波長為1.57cm，圓形天線直徑為2.33m.解（1）（2）

例1.P.141

光的衍射自測題三/5

波長為5000?

和5200?的光垂直入射到光柵常數(shù)為0.002cm的衍射光柵上，透鏡焦距為2m。求（1）兩波長光的第一級(jí)光譜線間的距離；（2）兩波長光的第三級(jí)光譜線間的距離。解：（2）光柵方程三級(jí)光譜例2.用白光照射光柵常數(shù)為的光柵，若透鏡焦距為1m，（1）第二級(jí)光譜對(duì)透鏡光心所張的角為多少？（2）第二級(jí)光譜的線寬度為多少？（3）第2和第3級(jí)光譜有無重疊，若重疊求重疊寬度。fo屏解：（1）（2）fo屏O例2.用白光照射光柵常數(shù)為的光柵，若透鏡焦距為1m，（1）第二級(jí)光