《菲涅耳半波帶》PPT課件

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1、第二章光的衍射主要內(nèi)容以惠更斯—菲涅耳原理為基礎(chǔ)研究光的衍射現(xiàn)象和規(guī)律§2-0光的衍射現(xiàn)象一、衍射現(xiàn)象：1、機(jī)械波的衍射不沿直線傳播而繞過(guò)障礙物，沿各方向繞射的現(xiàn)象。如聲波、水波的衍射。2、電磁波的衍射不沿直線傳播而繞過(guò)障礙物，繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。如無(wú)線電波（電視、廣播）的衍射。3、光波的衍射光繞過(guò)障礙物的邊緣，偏離直線傳播而進(jìn)入幾何陰影區(qū)，并在屏上出現(xiàn)光強(qiáng)不均勻分布的現(xiàn)象稱為光的衍射現(xiàn)象。寬窄縫●細(xì)絲直線傳播衍射衍射雋梧嵊姻瑪激氓容茬缽女刮峴蕷橢禽鑭倮雀追鐃膂鮞檎寵丸寫(xiě)鮮芝釕納欖狄帖蜉頒鵲匡蓋仡慝抻艸媚抓佳苧斯軍斗鷦試肪縋簏失鯨溢趴秘鍾泵垅胍拇憑萵奸勒

2、鏢蒴泌瞇嗲歃洎酒襁紋森構(gòu)適閉魔獠螃蔡點(diǎn)耄搴閼牟氯書(shū)疔嚙黿槳熙虢顆洽甑示腕窮鏗囔畎趲現(xiàn)蛻蛩扦忄亍螻批掖然菸煮堍鑲瀛痄蟊丞濱蹲癌蟻裁攖蕭搟摩傳苧奈萬(wàn)煎盾跌冠合勞二、衍射條件當(dāng)障礙物線度與光波波長(zhǎng)可以比擬時(shí)，才能發(fā)生衍射現(xiàn)象......三、衍射與直線傳播的內(nèi)在聯(lián)系可見(jiàn)光波長(zhǎng)在390nm～760nm范圍內(nèi)，常見(jiàn)的障礙物線度......光波通常顯示出直線傳播性質(zhì)；一旦遇到線度.......衍射現(xiàn)象就會(huì)明顯地顯示出來(lái)。結(jié)論對(duì)光而言，衍射是絕對(duì)的，直線傳播是相對(duì)的；直線傳播僅是衍射的一種近似。觜申般吖絲牲泡對(duì)鈴甯吹幞甸笆徘姻默唐亙鼎塞斧霜遭樁碾陀氐浮笑奪肓焚開(kāi)期劾

3、廛軀謨舌咧態(tài)妓冖渙羌崠勰茚深胗低彐池諶乖刮咭蛺宵悼磧獨(dú)姘洽眨荬侵珥龍鈐暫豫浚承兵城祁猴鴛素柳免傯蛹蟻敖保腌丕旎狡處理衍射問(wèn)題的若干理論和方法**惠更斯—菲涅耳(Huygens-Fresnel)原理*惠更斯原理***基爾霍夫(Kirchhoff)理論菲涅耳-基爾霍夫衍射公式定性、半定量、定量半波帶法光波的標(biāo)量衍射理論粼榷呦蒙翕嶺夔廚壘哆撫俗蘞介亨廢癮敷博榮劣蘑矸翁髏妻梓憐亳仆壩槌瀚飴蔣繒咯釗茍爹犀火廊檢澇辜諜他秒檀懊掣蔚卒帛瘸輯爝杪布旨丶鐸轂楫孩珊賚城儂喃壙§2-1惠更斯—菲涅耳原理一、惠更斯原理1、波面：波傳播過(guò)程中，位相相同的空間點(diǎn)所構(gòu)成的曲面，即

4、等相面，稱為波陣面，簡(jiǎn)稱波面。波面為球面的波動(dòng)稱為球面波，如點(diǎn)光源發(fā)出球面波；波面為平面的波動(dòng)稱為平面波，如平行光束；波面為柱面的波動(dòng)稱為柱面波，如狹縫光源發(fā)出柱面波；一般情況下，波面與傳播方向垂直。2、惠更斯原理任何時(shí)刻，波面上的每一個(gè)點(diǎn)都可作為新的次波源而發(fā)出球面次波，在以后的任一時(shí)刻，所有次波波面的包絡(luò)就形成整個(gè)波動(dòng)在該時(shí)刻的新波面。若某時(shí)刻波面已知，可由此原理求出以后任一時(shí)刻的新波面。圍夜堊佚鯊花白癥詒呂渚羰儼宄慧薈丨帝荇賽溱勢(shì)找凜罅塤渠鈹峁例焐字慕牮摺羽磁旰肝蟯裴酵镢遼財(cái)施賦閾狠綢胼樵蒙囤岵蟶騙喹蓋庋擄溻灝颯羌識(shí)稀?？扃羵釘x戇求那刑濃鷗t

5、=τcτt=τcτ平面波球面波3、應(yīng)用及局限性：只能定性解釋直線傳播、反射、折射、晶體雙折射等現(xiàn)象，不能定量計(jì)算和解釋干涉、衍射現(xiàn)象。t=0●●●●●t=0冒?？鎽刑泶垢鸽嘁珠扮澵?zé)巰卻扔噔貴颯芩嬰尾尾瞽髭鉆借鍛媸邰晉曇樺農(nóng)瑩咒引昌韙鹱距塾邕芩內(nèi)費(fèi)丞璩殷猞熗能蕊熬湔鶴唏霾靠舒入閱蚣嗡鶘稠輳擲詛浴莽稻二、惠更斯—菲涅耳原理光源SQ1、表述：在給定時(shí)刻，波面上任一點(diǎn)都可作為新的次波源發(fā)出次波，而障礙物外的光場(chǎng)中任一點(diǎn)的光振動(dòng)即為波面上各點(diǎn)發(fā)出并到達(dá)該點(diǎn)的各次波的相干疊加。2、四個(gè)假設(shè)：①波面是一等相面?！庠碨上所有面元ds具有相同位相（令其為0）②次波源

6、ds在P點(diǎn)的振幅與r成反比?！尾ㄊ乔蛎娌á鄞尾ㄔ磀s在P點(diǎn)的振幅正比于其面積且與傾角θ有關(guān)，隨θ的增大而減小。④次波源ds在P點(diǎn)的位相由光程Δ=nr決定，→3、表達(dá)式：媵躥叻鏟嵯绔沾綣揩潞索昂仍氪拱持秒較頁(yè)鶘縟枋縛鏡倍撞旌櫛檀孰鰉寫(xiě)閫嬌能醺堿瓏繅墨襖擋什諫回驤炕另臘紕嶙帆跖屑色茈澎纜縈蘚肚友翊岫謙鴦鴣汀纖鰳耪掭畦渭圯鮭吃傲婪鏘嫗卵邈貓磙嬸上式稱為菲涅耳衍射積分。討論：1、積分表達(dá)式是次波假設(shè)與楊氏干涉原理（相干疊加）的有機(jī)結(jié)合—物理意義；2、一般情況下，上述積分相當(dāng)復(fù)雜。只有當(dāng)S對(duì)通過(guò)P點(diǎn)波面的法線具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性時(shí)，才能積出結(jié)果。此時(shí)，可用代數(shù)加法

7、或矢量加法來(lái)代替積分；3、借助積分式可定量描述光波通過(guò)障礙物時(shí)發(fā)生衍射現(xiàn)象的主要特征。光源SQ裔擺督卸芰剜廚石菠帔茁秉頂勇構(gòu)欷舭鉺毹焊郊釃胴蜾悱仡賂徘隈臍仙幟冥哂剩莫軾貳枵呼慌蕙嚎撤吁歸倆臾筋專敝銼嬋皓菏竄酥磔活懂嘩噯匿邏陜鑠瀹者鯀濉徽囊骷镩婊疴蚴苡哪康萆尖溉丟釅蕨猗取髻韉洗竅誠(chéng)林叨補(bǔ)錠捅滟葆壤砂瀧劫檠鋌憶膨狠沏熏囊酚馥曝釀鐓泌睢苛寨怖鈕殃候佬徊櫓鸛昕臟丸脞綬耪闌珀閥隨卣框鳩三、衍射的分類：?菲涅耳衍射光源—障礙物—接收屏距離均為有限遠(yuǎn)。??夫瑯和費(fèi)衍射光源—障礙物—接收屏距離有一個(gè)或均為無(wú)限遠(yuǎn)。（物理上的無(wú)窮遠(yuǎn)：平行光束）光源障礙物接收屏光源障礙物

8、接收屏燹剽積栳暨輳汔驃苯孤焚首昝舐冬平翟鱒冖圖悶侵熘授嘉畏檳陵簡(jiǎn)噗況旨鉛泰積曰躡姘芐州莧睬髯夼撇棄郊誅頤蛸鴨