资源简介

(共12张PPT)
干涉与衍射的本质
干涉与衍射的本质
从本质上讲，干涉与衍射并无区别。都是光波相干叠加的表现。习惯上讲，干涉是指那些有限多的（分立的）光束的相干叠加，而衍射是指波阵面上（连续的）无穷多子波发出的光波的相干叠加。二者常出现于同一现象中。
例如，不是极细缝情况下的双缝干涉，就应该既考虑双缝的干涉，又考虑每个缝的衍射。
单缝衍射的动态变化
根据透镜成像原理,单缝上移，零级明纹仍在透镜光轴上.
单缝上下移动: 衍射图样不变.
？
狭缝平移
（介于明暗之间）
干涉相消(暗纹)
个半波带
干涉加强(明纹)
个半波带
中央明纹中心
（ 个半波带）
★单缝衍射明暗条纹条件
干涉相消（暗纹）
干涉加强（明纹）
讨 论
实际能观察到的衍射条纹所对应的衍射角都较小,故有
(1)条纹在接收屏上的位置
暗纹中心
明纹中心
条纹宽度
相邻两级暗纹间的距离
I
λ
Δx
0
x1
x2
衍射屏
透镜
观测屏
Δx0
f
1
中央明纹宽度Δx0
两个一级暗纹间的距离
（ 的两暗纹间）
由第一暗纹距中心的距离
( f---焦距 )
由此可见：中央明纹的宽度正比于波长 ，反比于缝宽a
中央明条纹的半角宽
(1级暗纹对应的衍射角)
中央明纹角宽度
其他明纹宽度
★其它明纹均有同样的宽度;而中央明纹的宽度是其它明纹宽度的二倍
I
λ
Δx
0
x1
x2
衍射屏
透镜
观测屏
Δx0
f
1
衍射图样中各级条纹的相对光强如图所示.
/a
-( /a)
2( /a)
-2( /a)
0.047
0.017
1
I / I0
0
相对光强曲线
0.047
0.017
sin
中央极大值对应的明条纹称 中央明纹。
中央极大值两侧的其他明条纹称 次极大。
条纹亮度(光强分布)
中央明纹最亮，其它明纹的光强随级次增大而迅速减小;明条纹的分界越来越不明显。
原因
中央明纹： asin = 0所有子波干涉加强；
第一级明纹：k=1，三个半波带，只有一个干涉加强 (1/3)
第二级明纹：k=2，五个半波带，只有一个干涉加强 (1/5)
缝宽变化对条纹的影响
∴几何光学是波动光学在 /a 0时的极限情形
由条纹宽度看出缝越窄（ a 越小），条纹宽度越宽,条纹分散得越开，衍射现象越明显；
反之，条纹向中央靠拢。当缝宽比波长大很多( )时， ,各级明纹向中央靠拢，密集得无法分辨,形成单一的明条纹，这就是透镜所形成的单缝的几何光学像。显示了光的直线传播的性质。
屏幕是一片亮
I
0
sin
在 /a 0时
回忆：在讲杨氏双缝干涉时,我们并不考虑每条缝的衍射影响;原因就是双缝干涉时,每条缝非常非常的细.可只考虑干涉，而不用考虑缝的衍射。
当缝极细（ ）时， sin 1 1， 1 /2
I
衍射中央亮纹的两端延伸到很远很远的地方,屏上只接到中央亮纹的一小部分(较均匀),当然就看不到单缝衍射的条纹了。
注：若a< ,则sin = /a >1,以上的理论分析不成立
条纹散开了
狭缝宽窄对衍射条纹的影响
光通量减少，清晰度变差。
波长对条纹宽度的影响
，衍射效应越明显.
越大
:波长越长
条纹宽度越宽
衍射效应越明显

展开更多......

收起↑