14-6光的衍射一、光的衍射現(xiàn)象2.衍射現(xiàn)象：波在傳播過程中遇到障礙物，能夠繞過障礙物的邊緣前進這種偏離直線傳播的現(xiàn)象稱為衍射現(xiàn)象。3.判據(jù)：a~λ1.實驗現(xiàn)象：單縫KabS光源(a)屏幕E屏幕E單縫KaS光源(b)b二、惠更斯-菲涅耳原理1690年惠更斯提出惠更斯原理，認為波前上的每一點都可以看作是發(fā)出球面子波的新的波源，這些子波的包絡(luò)面就是下一時刻的波前。1818年，菲涅耳運用子波可以相干疊加的思想對惠更斯原理作了補充。他認為從同一波面上各點發(fā)出的子波，在傳播到空間某一點時，各個子波之間也可以相互疊加而產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。這就是惠更斯－菲涅耳原理。1.惠更斯-菲涅耳原理Sprn惠更斯—菲涅爾原理：波陣面上面元

(子波波源)子波在點引起的振動振幅并與有關(guān).：時刻波陣面*P點振動取決于各子波在此相互干涉的總效應(yīng)．說明菲涅耳積分可以計算任意形狀波的陣面衍射問題。采用半波帶法來定性地解釋衍射現(xiàn)象。2.惠更斯-菲涅耳原理的數(shù)學(xué)表達式菲涅耳衍射積分公式：對于點光源發(fā)出的球面波，初相位可取為零，且傾斜因子它說明子波為什么不會向后退。Sprn夫瑯禾費衍射光源、屏與縫相距無限遠縫在實驗中實現(xiàn)夫瑯禾費衍射菲涅爾衍射縫光源、屏與縫相距有限遠三、衍射的分類第七節(jié)單縫衍射1.衍射條紋明暗相間，對稱分布在中央明紋兩側(cè);3.明紋級次越高，光強越弱。2.中央明紋既亮又寬;單縫衍射條紋:一、實驗裝置夫瑯禾費單縫衍射衍射角二、菲涅耳半波帶法解釋單縫衍射半波帶法縫長干涉相消（暗紋）干涉加強（明紋）（介于明暗之間）（個半波帶）個半波帶個半波帶中央明紋中心,k=0暗紋明紋1.條紋的亮度三、單縫衍射條紋特點（暗紋）第一暗紋距中心的距離2.條紋的寬度第一級暗條紋，兩第一級暗紋之間為中央明條紋。角范圍中央明紋的寬度中央明紋的寬度（的兩暗紋間距）其它明條紋寬度：線范圍3、影響條紋分布的因素根據(jù)透鏡成像原理，零級明紋仍在透鏡光軸上.單縫上下平移，不影響條紋分布.縫愈窄、波長愈長,衍射愈顯著。白光入射時，除中央明紋為白色外，其它明紋均為彩色條紋.單縫寬度變化，中央明紋寬度如何變化？越大，越大，衍射效應(yīng)越明顯.入射波長變化，衍射效應(yīng)如何變化?（中央明紋向下移動）4、光斜入射到單縫上時，衍射條紋的變化1.在夫瑯和費單縫衍射中，對于給定的入射光，當縫寬度變小時，除中央亮紋的中心位置不變外，各級衍射條紋:[B](A)對應(yīng)的衍射角變小；(B)對應(yīng)的衍射角變大；(C)對應(yīng)的衍射角也不變；(D)光強也不變。2.在如圖所示的單縫夫瑯和費衍射實驗裝置中，S

為單縫，L

為透鏡，C

放在

L

的焦平面處的屏幕。當把單縫S垂直于透鏡光軸稍微向上平移時，屏幕上的衍射圖樣。[C](A)向上平移；(B)

向下平移；(C)不動；(D)條紋間距變大。(A).(B)/2.(C)3/2.(D)2.3.一束波長為的平行單色光垂直入射到一單縫AB上，裝置如圖，在屏幕D上形成衍射圖樣，如果P是中央亮紋一側(cè)第一個暗紋所在的位置，則BC的長度為[A]4.如圖，用單色光照射狹縫，BP-AP=2狹縫可分為幾個半波帶？P是明條紋還是暗條紋？AP-BP=1.5又如何？第八節(jié)圓孔衍射艾里斑：艾里斑直徑一、圓孔夫瑯和費衍射光學(xué)儀器中的透鏡、光闌相當透光小圓孔.從波動光學(xué)看:光通過光學(xué)元件時，要發(fā)生衍射,物點的象是以象點為中心的有一定大小的艾里斑.從幾何光學(xué)看:物體通過光學(xué)儀器成象時,每個物點對應(yīng)一個象點。二、光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)兩個點光源相距較遠，能分辨。1、瑞利判據(jù)

瑞利判據(jù)：對于兩個強度相等的不相干的點光源（物點），一個點光源的衍射圖樣的主極大剛好和另一點光源衍射圖樣的第一極小相重合，這時兩個點光源（或物點）恰為這一光學(xué)儀器所分辨。兩愛里斑中心距離為愛里斑的半徑時，恰能分辨。恰能分辨最小分辨角兩點光源繼續(xù)靠近，不能分辨2、光學(xué)儀器分辨率最小分辨角的倒數(shù)一般天文望遠鏡的口徑都很大，世界上最大的天文望遠鏡在智利，直徑16米，由4片透鏡組成?！籼岣吖鈱W(xué)儀器分辨率的途徑：(1)增大透鏡孔徑(2)采用短波長的光入射美國的哈勃望遠鏡可看到宇宙中97％的天體。哈勃望遠鏡觀察到新星的誕生哈勃望遠鏡拍攝到木星極光

1990

年發(fā)射的哈勃太空望遠鏡的凹面物鏡的直徑為2.4m，最小分辨角在大氣層外615km

高空繞地運行,可觀察130億光年遠的太空深處，發(fā)現(xiàn)了500億個星系.

采用波長較短的光，也可提高分辨率。電子顯微鏡用加速的電子束代替光束，其波長約0.1nm，用它來觀察分子結(jié)構(gòu)。例：

人眼的瞳孔直徑約為

3mm

，若視覺感受最靈敏的光波長為5500?

，試問：1)人眼最小分辨角