最新_菲涅耳半波帶（ppt課件ppt.ppt

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1、_菲涅耳半波帶（PPT）2SORr0●PB0B1B3B2r1=r0+λ/2r2=r1+λ/2r3=r2+λ/2一、菲涅耳半波帶將波面S分成許多以B0為圓心的環(huán)形波帶，并使：…這樣分成的環(huán)形波帶稱為菲涅耳半波帶，任何相鄰兩波帶以相反的位相同時到達P點(光程差λ/2）。3二、合振幅的計算用a1、a2、…、ak分別表示各波帶在P點的振幅，則：比較a1、a2、…、ak各振幅的大?。涸O(shè)S上的振幅均勻分布即A（Q）為常量，任取第K個半波帶：面積ΔSk傾斜因子K（θk）計算：由惠—菲原理7對自由空間傳播的球面波，波面為無限大，k??，ak?0，則對于給定軸線上的一點P的振幅為：即

2、球面波自由傳播時，每各球面波上各此波波源在P點產(chǎn)生的合振動等于第一個半波帶在P點產(chǎn)生的振動振幅得一半，強度為它的4分之1。計算圓孔對稱軸上光振幅的基本思想把波面微分成若干個環(huán)狀半波帶環(huán)狀半波帶的數(shù)目，便可以判定場點的光強和亮暗環(huán)狀半波帶的數(shù)目為奇數(shù)，則場點為亮點；環(huán)狀半波帶的數(shù)目為偶數(shù)，則為暗點。環(huán)狀半波帶的數(shù)目不是整數(shù)，則場點的強度介于上述兩種情況之間。如何確定園孔波面上的完整菲涅耳半波帶數(shù)目上來？圓孔衍射菲涅爾圓孔衍射菲涅爾圓屏衍射圓屏衍射SPRrk10菲涅耳圓孔衍射··RSOPρkB0r0rkBA▲實驗裝置▲計算P點的光強首先考慮通過圓孔的K個完整菲涅耳半波帶

3、數(shù)：K個完整菲涅耳半波帶數(shù)λ忽略項在ΔBAP中：11在ΔBAO中：比較兩式：對P點的整半波帶個數(shù)R→∞（平行光入射）K與P在軸上的位置有關(guān)。12討論：▲對P點若S恰好分成K個半波帶時：K為偶數(shù)最大K為奇數(shù)最小▲對P點若S中還含有不完整的半波帶時：光強介于最大和最小之間實驗證實：確定觀察點P，改變ρ，P點的光強發(fā)生變化確定圓孔半徑ρ，P點在對稱軸上移動，光強發(fā)生變化13▲若不用光闌（ρk→∞）：無遮攔的整個波面對P點的光強等于第一個波帶在該點的光強的一半。例：計算：很小1、對P點而言，無遮攔的整個波面光能傳播，幾乎可認為沿直線OP進行。2、沿OP改變P點的位置時，r0

4、↑，P點的光強越來越小，而不會在1/2（a1+a2）和1/2（a1-a2）之間變化。14▲若對點，圓孔僅夠分成一個半波帶▲要發(fā)生衍射，光源O的線度要足夠小。二、圓屏衍射·OB0PP點的振幅：圓屏遮蔽了個K半波帶從K+1個半波帶從最后的半波帶（a∞→0）在P點疊加，合振幅為：不管圓屏的位置和大小怎樣，圓屏幾何影子的中心永遠有光（泊松點）。圓屏的面積↓，ak+1↑，到達P點的光愈強。15菲涅耳衍射（圓孔和圓盤）（FresnelDiffraction）一、菲涅耳圓孔衍射將一束光（例激光）投射在一個圓孔上，并在距孔1－2m處放置一接收屏，可觀察衍射圖樣。根據(jù)前面的討論，如果

5、圓孔很小，則從圓孔露出半波帶的數(shù)量很少，即對圓孔后光強起作用的半波帶數(shù)量很少，設(shè)有k個半波帶。16則有ak?（?）a1，當k為奇數(shù)時，所以P點為亮點當k為偶數(shù)時，所以P點為暗點O17由此可見，想知道圓孔衍射場軸線上某點是亮點還是暗點，必須知道圓孔所包含的半波帶數(shù)目。如圖，O點為點光源，光通過光闌上的圓孔，圓孔半徑為Rh，S為光通過圓孔時的波面。設(shè)圓孔包含有k個整數(shù)半波帶。由于h<

6、距離R都有關(guān)。當Rh、R、?一定時，改變r0，即改變光屏的位置，我們可以看到，光屏的中心點會有時明時暗的變化。20二、圓屏衍射當點光源發(fā)出的光通過圓屏（盤）衍射時,由于圓屏不透明，被圓屏擋住部分的波面對軸線上p點的光強將沒有貢獻。如圖P設(shè)圓屏遮蔽了開始的k個半波帶，從第k+1個半波帶開始，其余所有的半波帶所發(fā)出的次波都能到達P點。這些半波帶的次波在P點疊加后振幅為:因m??，所以am?021因此當k不是很大時，有即P點的光強近似等于光在自由空間傳播時的光強。應(yīng)該是一個亮點。此亮點稱為泊松（Possion1781—11840）亮斑。這是幾何光學中光的直線傳播所不能解釋

7、的。1818年在巴黎科學院大會上，菲涅爾提出了次波相干疊加原理，泊松根據(jù)由惠更斯—菲涅耳原理導出圓盤軸線上應(yīng)是亮點。不管圓屏的大小、位置如何，圓屏幾何影子的中心都有光到達，即P是始終是亮點。--泊松(S.D.Poisson)亮斑22泊松以此來證明惠更斯—菲涅耳原理是錯誤的。后來由阿拉果在實驗中觀察到圓屏衍射軸線上的亮點，證明了惠更斯—菲涅耳原理的正確性。泊松（Poisson1781－1840）法國數(shù)學家。1812年當選為巴黎科學院院士。泊松對積分理論、行星運動理論、熱物理、彈性理論、電磁理論、位勢理論和概率論都有重要貢獻。他一生共發(fā)表300多篇論著。阿拉果（Ar