大學(xué)理 第章 光的衍射ppt課件

1、 在前面干涉實(shí)驗(yàn)真，縫寬被忽略，在前面干涉實(shí)驗(yàn)真，縫寬被忽略，衍射效應(yīng)被忽略，只思索經(jīng)過兩條縫的衍射效應(yīng)被忽略，只思索經(jīng)過兩條縫的光的干涉效應(yīng)。光的干涉效應(yīng)。 如今，思索縫寬帶來的衍射效應(yīng)。如今，思索縫寬帶來的衍射效應(yīng)。三三, ,雙縫衍射與干涉雙縫衍射與干涉衍射是夫瑯和費(fèi)衍射，衍射疊加的結(jié)果分別為衍射是夫瑯和費(fèi)衍射，衍射疊加的結(jié)果分別為 設(shè)縫寬為設(shè)縫寬為a，縫間距為，縫間距為b，da+b，入射光為平行光，位相一樣。入射光為平行光，位相一樣。,sin121)P( TtieAS 。 TtieAS222)P(sin asinabsinb 經(jīng)過每條縫的光束內(nèi)部光線之間衍經(jīng)過每條縫的光束內(nèi)部光線之間衍射

2、，然后，衍射疊加的結(jié)果被透鏡聚集射，然后，衍射疊加的結(jié)果被透鏡聚集 到到P 點(diǎn)，在點(diǎn)，在 P點(diǎn)發(fā)生干涉。點(diǎn)發(fā)生干涉。第第5 5節(jié)節(jié) 光的衍射光的衍射,sin121)P( TtieAS 。 TtieAS222)P(sin sinaabasinbP 點(diǎn)的合成振動(dòng)為點(diǎn)的合成振動(dòng)為2)P(1)P( TtiTtieASeAS/2/221sinsin 三三, ,雙縫衍射與干涉雙縫衍射與干涉第第5 5節(jié)節(jié) 光的衍射光的衍射sinaabasinbP 點(diǎn)的合成振動(dòng)為點(diǎn)的合成振動(dòng)為2)P(1)P( TtiTtieASeAS/2/221sinsin TttiTtieeAS/ )(2/2sin TtiTudieeAS

3、/2/ )/sin(21sin TtidieeAS/2sin21sin 三三, ,雙縫衍射與干涉雙縫衍射與干涉第第5 5節(jié)節(jié) 光的衍射光的衍射sinaabasinbP 點(diǎn)的合成振動(dòng)為點(diǎn)的合成振動(dòng)為2)P(1)P( TtidieeAS/2sin21sin ,1sin/2sin2TtidieeAS 三三, ,雙縫衍射與干涉雙縫衍射與干涉第第5 5節(jié)節(jié) 光的衍射光的衍射sinaabasinbP 點(diǎn)的合成振動(dòng)為點(diǎn)的合成振動(dòng)為2)P(1)P( ,1sin/2sin2TtidieeAS P 點(diǎn)的合成光的強(qiáng)度為點(diǎn)的合成光的強(qiáng)度為*2)P(1)P(2)P(1)P()( I sin2sin2222sin)(di

4、dieeAS*/2sin2/2sin21sin1sin TtidiTtidieeASeeAS sin2sin22211sin)(didieeAS三三, ,雙縫衍射與干涉雙縫衍射與干涉第第5 5節(jié)節(jié) 光的衍射光的衍射三三, ,雙縫衍射與干涉雙縫衍射與干涉第第5 5節(jié)節(jié) 光的衍射光的衍射sinaabasinbP 點(diǎn)的合成振動(dòng)為點(diǎn)的合成振動(dòng)為2)P(1)P( ,1sin/2sin2TtidieeAS P 點(diǎn)的合成光的強(qiáng)度為點(diǎn)的合成光的強(qiáng)度為*2)P(1)P(2)P(1)P()( I sin2sin2222sin)(didieeAS*/2sin2/2sin21sin1sin TtidiTtidieeA

5、SeeAS sin2sin22211sin)(didieeAS 212sin)(sin2sin222 didieeAS sin2cos12sin)(22dAS sincos22sin)(222dAS sin,cossin)(4222dASsinaabasinb*2)P(1)P(2)P(1)P()( I sin2sin22211sin)(didieeAS sin,cossin)(4222dAS,cossin)(4222 ASI,sin d 三三, ,雙縫衍射與干涉雙縫衍射與干涉第第5 5節(jié)節(jié) 光的衍射光的衍射,cossin)(4222 ASI,sin d 。 /sina 衍射因子衍射因子三三,

6、,雙縫衍射與干涉雙縫衍射與干涉第第5 5節(jié)節(jié) 光的衍射光的衍射,cossin)(4222 ASI,sin d 。 /sina 干涉因子干涉因子三三, ,雙縫衍射與干涉雙縫衍射與干涉第第5 5節(jié)節(jié) 光的衍射光的衍射,cossin)(4222 ASI,sin d 。 /sina sinI/I0雙縫衍射強(qiáng)度雙縫衍射強(qiáng)度,cos2 22sin sinsin這里明紋條件為干涉極這里明紋條件為干涉極; 2/2sin kd 。2/)12(sin kd明紋條件明紋條件大條件大條件暗紋條件暗紋條件暗紋條件為干涉極小條件暗紋條件為干涉極小條件明紋亮度被衍射效應(yīng)調(diào)制。明紋亮度被衍射效應(yīng)調(diào)制。處在不同衍射明紋區(qū)域，明

7、處在不同衍射明紋區(qū)域，明紋的亮度不同。紋的亮度不同。衍射主極大中包衍射主極大中包含假設(shè)干干涉明含假設(shè)干干涉明紋紋三三, ,雙縫衍射與干涉雙縫衍射與干涉第第5 5節(jié)節(jié) 光的衍射光的衍射三三, ,雙縫衍射與干涉雙縫衍射與干涉第第5 5節(jié)節(jié) 光的衍射光的衍射,cossin)(4222 ASI,sin d 。 /sina sinI/I0雙縫衍射強(qiáng)度雙縫衍射強(qiáng)度,cos2 22sin sinsin這里明紋條件為干涉極這里明紋條件為干涉極; 2/2sin kd 。2/)12(sin kd明紋條件明紋條件大條件大條件暗紋條件暗紋條件暗紋條件為干涉極小條件暗紋條件為干涉極小條件明紋亮度被衍射效應(yīng)調(diào)制。明紋亮度

8、被衍射效應(yīng)調(diào)制。處在不同衍射明紋區(qū)域，明處在不同衍射明紋區(qū)域，明紋的亮度不同。紋的亮度不同。假設(shè)某假設(shè)某 角既滿足干涉極角既滿足干涉極,sin kd 又滿足衍射極小條件又滿足衍射極小條件,sin ka 那么干涉極大被調(diào)制掉從而那么干涉極大被調(diào)制掉從而構(gòu)成缺級。構(gòu)成缺級。大條件大條件顯然顯然, , adkk整數(shù)整數(shù)為缺級。為缺級。,sin220 II :sin a 單縫單縫, 2/2sin ka 暗紋暗紋:; 2/)12(sin ka次明紋次明紋:雙縫雙縫,cossin2220 II :sin d ; 2/)12(sin kd暗紋暗紋:, 2/2sin kd 明紋明紋:;sin ka 衍射極?。?/p>

9、衍射極?。褐髅骷y主明紋:; 0sin a adkk整數(shù)整數(shù), 缺級。缺級。三三, ,雙縫衍射與干涉雙縫衍射與干涉第第5 5節(jié)節(jié) 光的衍射光的衍射雙縫衍射與雙縫干涉的區(qū)別：雙縫衍射與雙縫干涉的區(qū)別：兩者都是相關(guān)波的疊加。兩者都是相關(guān)波的疊加。干涉由有限數(shù)目干涉由有限數(shù)目“分立相關(guān)光源傳來的光波相關(guān)疊加。分立相關(guān)光源傳來的光波相關(guān)疊加。 衍射由相關(guān)光源衍射由相關(guān)光源“延續(xù)分布的無限多子波波中心發(fā)出的延續(xù)分布的無限多子波波中心發(fā)出的子波相關(guān)疊加子波相關(guān)疊加雙縫衍射與雙縫干涉的一樣點(diǎn)：雙縫衍射與雙縫干涉的一樣點(diǎn)：三三, ,雙縫衍射與干涉雙縫衍射與干涉第第5 5節(jié)節(jié) 光的衍射光的衍射【例【例1】知】知m

10、m020,mm10,nm480,cm50 adD 1雙縫衍射相鄰兩條明紋間距雙縫衍射相鄰兩條明紋間距;bad Dx1 求：求：【解】【解】 (1)dkDx/ 得到得到由于明紋是由干涉決議，所以雙縫衍射相鄰兩條明紋間距由于明紋是由干涉決議，所以雙縫衍射相鄰兩條明紋間距就是雙縫干涉相鄰兩條明紋間距。由雙縫干涉的明紋條件就是雙縫干涉相鄰兩條明紋間距。由雙縫干涉的明紋條件 dDx ;mm42 三三, ,雙縫衍射與干涉雙縫衍射與干涉第第5 5節(jié)節(jié) 光的衍射光的衍射【例【例1】知】知mm020,mm10,nm480,cm50 adD 2中央包絡(luò)線中的中央包絡(luò)線中的x ;bad Dx1 求：求：【解】【解】

11、 (2)中央包絡(luò)線的寬度由第一極衍射極小來決議中央包絡(luò)線的寬度由第一極衍射極小來決議,1tg Dx ,sin a。mm12 aD x1sin D 三三, ,雙縫衍射與干涉雙縫衍射與干涉第第5 5節(jié)節(jié) 光的衍射光的衍射【例【例1】知】知mm020,mm10,nm480,cm50 adD bad Dx1 求：求：3雙縫衍射的第雙縫衍射的第 1 級明紋的相對強(qiáng)度級明紋的相對強(qiáng)度;【解】【解】 (3) 222mcos/sin/ II第第 1 級明紋的位置為級明紋的位置為,sin d,/sind /sina ,sin d ,510020 da。%86 第第 1 級明紋級明紋三三, ,雙縫衍射與干涉雙縫衍射與干涉第第5 5節(jié)節(jié) 光的衍射光的衍射【例【例1】知】知mm,020,mm10,nm480,cm50 adD 4中央明紋的包線中，共包含了中央明紋的包線中，共包含了 幾條完好的明紋幾條完好的明紋;bad Dx1 求：求：【解】【解】 (4)包線的第包線的第1級極小的衍射角：級極小的衍射角：,sin1 a設(shè)中央明紋中共有設(shè)中央明紋中共有k級明紋級明紋:,sin1 kd ,kad , 502010 adk包含了包含了241條明條紋。條明條