第十一章 光的衍射

第十一章光的衍射一衍射現(xiàn)象§11-1光的衍射現(xiàn)象惠更斯-菲涅爾原理光在傳播路徑中，遇到障礙物或者小孔（窄縫），產(chǎn)生偏離直線傳播的現(xiàn)象稱為光的衍射?；蛘哒f:能繞過障礙物或小孔的邊緣，向障礙物后面?zhèn)鞑サ默F(xiàn)象。

產(chǎn)生衍射的條件：狹縫（或障礙物）的寬度與波長相當，即孔或障礙物的尺寸小于等于波長時，衍射現(xiàn)象最為明顯。ABS（1）孔較大時——屏上出現(xiàn)清晰的光斑（2）孔較小時——屏上出現(xiàn)衍射圖樣明暗相間的間距不等的同心圓環(huán)

圓孔衍射：光照在一個不透明的小圓板上，光繞過板的邊緣，在屏的中心疊加形成一個亮斑．明暗相間的間距不等的同心圓環(huán)，中心有一“泊松亮斑”．圓盤衍射：圓孔衍射單縫衍射**二衍射分類夫瑯禾費衍射光源、屏與縫相距無限遠縫在實驗中實現(xiàn)夫瑯禾費衍射菲涅爾衍射縫光源、屏與縫相距有限遠三惠更斯—菲涅爾原理：波陣面上面元(子波波源)

菲涅爾指出

衍射圖中的強度分布是因為衍射時，波場中各點的強度由各子波在該點的相干疊加決定.點振動是各子波在此產(chǎn)生的振動的疊加。：時刻波陣面*惠更斯-菲涅爾原理波面上每一點都可看成是子波的波源,在其后的任意時刻，這些子波的包絡就是新的波前,這些子波都是相干波,在傳播到空間某點時,進行相干疊加的結(jié)果決定了空間各點的波振幅。：時刻波陣面*子波到P點的元振動是：波陣面上面元(子波波源)P點的合振動是§11-2夫瑯和費單縫衍射一實驗裝置和現(xiàn)象sPL1a2Lf1f2單縫犁衍射泳條紋陶的特猜征（1蘿）中亦央亮刮紋寬熔而亮樹．（2瘋）兩象側(cè)條喝紋具霜有對效稱性壺，亮螺紋較映窄、適較暗脂．圖樣乒特征踢：不同波長的單縫衍射觀察棚下列情衍射摘圖樣嬌，分維析衍脫射規(guī)畜律：不同縫寬的單縫衍射白光的單縫衍射二區(qū)強度預計算（單縫記衍射巷圖樣幼的明巷暗分攤布規(guī)蜘律,是單英縫處異的入權(quán)射波弱陣面逮上無聯(lián)數(shù)個抽子波居源在箭不同狠方向握上的燭光干壩涉的膨結(jié)果）夫瑯禾費單縫衍射衍射角（衍射角：向上為正，向下為負.）一、種嚴格培的積丈分法P點光攻強（1）中軋央主怕極大（2）暗噴條紋蠟（衍庸射極斤?。?）次凝極大（4）相忌對光肝強分鹿布各級歌極大抗光強然不等卡，中燃央主灘極大恭的光鼠強最僚大，戲次極葛大的磁光強距都遠泄遠小早于主碎極大殊的光罷強。干涉相消（暗紋）干涉加強（明紋）討論（1痰）第一基暗紋虧距中納心的僑距離第一太暗紋田的衍鴉射角干涉相消（暗紋）干涉加強（明紋）一定，越大，越大，衍射效應越明顯.第一訓暗紋禍的衍坐射角光直線傳播增大，減小一定減小，增大衍射最大單縫代寬度捕變化艦，中賓央明言紋寬努度如忙何變東化？越大，越大，衍射效應越明顯.入射象波長碗變化血，衍婚射效飄應如采何變象化冬?（3矩）條紋豎寬度堆（相誘鄰條封紋間云距）除了中央明紋外的其它明紋、暗紋的寬度干涉相消（暗紋）干涉加強（明紋）角范蹄圍線范音圍中央明紋的寬度（2稠）中央摸明紋（的兩暗紋間）（4營）單縫作衍射夠的動數(shù)態(tài)變享化單縫藥上移骨，零四級明填紋仍自在透靈鏡光弓軸上燒.單縫上下移動閱，根裹據(jù)透鍋鏡成冊像原織理衍鑼射圖不變意.（5預）入射梨光非襯垂直嚼入射嶼時光羨程差解的計遼算（中飯央明固紋向下移動梁）（中園央明靠紋向上移動詞）例11-攔2-洲1已知憂某單撤色光磁垂直燃照射婆縫寬濾為13塊00頃nm的單繩縫，遭發(fā)現(xiàn)單第一叫級極犧小位蘋置懇，醒求此稈光的煙波長能。例11-寨2-針2在白半光形嘗成的幅單縫筆衍射投圖樣村中，往某一紀波長巧的第碼二次呼極大凳值與滿波長色為50凡0n鍋m的第泉三次斃極大葛值重余合，僅求該旦光的殿波長木。

例1

設有一單色平面波斜射到寬度為的單縫上（如圖），求各級暗紋的衍射角.解由暗渠紋條抗件一蔬夫疏瑯和泳費圓匯孔衍靠射艾里斑：艾里斑直徑§1行1-昆1夫瑯季和費渴圓孔宜衍射沙光鬼學儀越器的肝分辨刑本領(lǐng)愛里斑的角寬取決于比值Dl得到兩組圓孔衍射圖樣l來自遠方兩個物點D鏡頭通光直徑(相當于圓孔)fq0定義張角q0為光學儀器的最小分辨角q01為光學儀器的分辨本領(lǐng)若恰能分辨為兩個物點二癥光盼學儀澆器的侵分辨課本領(lǐng)畧偏浮臨界++光強qq能分辨++光強qq不能分辨瑞利潤判據(jù)瑞利判據(jù)恰好等于時,目標中的兩個物點恰好能分辨.dd2直徑為的兩個愛里斑的中心距離:等于愛里斑半徑的角寬故0qlD0q1.22光學儀器最小分辨角光學儀器的分辨本領(lǐng)lD0q11.22光強0q0qlDfIM8.0IMd2d++分辨盞星星

如果用望遠鏡觀察到在視場中靠得很近的四顆星星恰能被分辨。

若將該望遠鏡的物鏡孔徑限制得更小，則可能分辨不出這是四顆星星。提高金分辨等于愛里斑半徑的角寬0qlD0q1.22光學儀器最小分辨角光學儀器的分辨本領(lǐng)lD0q11.22根據(jù)提高光學儀器分辨本領(lǐng)的兩條基本途徑是加大成像系統(tǒng)的通光孔徑采用較短的工作波長例1設人卡眼在沉正常另照度柴下的勤瞳孔轎直徑妙約為3mm，而在摸可見乎光中包，人澇眼最完敏感付的波疤長