2022-2023学年高二物理竞赛课件:光学仪器的分辨本领(共12张PPT)

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2022-2023学年高二物理竞赛课件:光学仪器的分辨本领(共12张PPT)

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圆孔衍射
2
圆孔衍射(Diffraction by Circular Aperture)
图示:圆孔的Fraunhofer衍射的光路
由于圆孔的对称性,形成的Fraunhofer衍射花样也是圆对称的 亮暗交替的圆环花样
3
图示:圆孔的Fraunhofer衍射花样
4
可以推导出观察屏上的强度为:
其中
J1---- 第1类1阶Bessel 函数
b =0 时,
主极大
b= ±3.83时,
极小
b= ± 5.14时,
b= ± 7.02时,
极小
极小
5
图示:圆孔的Fraunhofer衍射的强度和振幅分布
中央亮斑---Airy斑
爱里斑的大小反映了衍射光的弥散程度。
6
图示: Airy 斑的三维形貌
7
第1级极小角位置
Airy 斑的角半径:
Airy 斑的线半径:
8
单缝衍射的主瓣角半径
与单缝相比,Airy 斑更宽,主瓣占的能量更多 ~ 84%
圆孔衍射的主瓣角半径
9
衍射演示
复杂物体的Fraumhofer 衍射
Fraunhofer衍射平面
x
y
--- Fresnel-Kirchhofer衍射积分
10
平行光
4-5-3 Fraunhofer 衍射的位置的讨论
Fraunhofer 衍射
11
图示:平行光照明衍射物时的Fraunhofer 衍射位置
可以证明严格Fraunhofer 衍射发生在点光源的共轭平面上
12
非平行光照明衍射物时的Fraunhofer 衍射位置
任何一个光学成像系统,都有孔径光阑,因而成像质量受到衍射的限制 --- 衍射受限
成像系统的Fraunhofer 衍射

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