《菲涅耳半波带》PPT课件

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1、第二章光的衍射主要内容以惠更斯—菲涅耳原理为基础研究光的衍射现象和规律§2-0光的衍射现象一、衍射现象：1、机械波的衍射不沿直线传播而绕过障碍物，沿各方向绕射的现象。如声波、水波的衍射。2、电磁波的衍射不沿直线传播而绕过障碍物，继续传播的现象。如无线电波（电视、广播）的衍射。3、光波的衍射光绕过障碍物的边缘，偏离直线传播而进入几何阴影区，并在屏上出现光强不均匀分布的现象称为光的衍射现象。宽窄缝●细丝直线传播衍射衍射隽梧嵊姻玛激氓容茬钵女刮岘蓣椭禽镧倮雀追铙膂鲕檎宠丸写鲜芝钌纳榄狄帖蜉颁鹊匡盖仡慝抻艹媚抓佳苎斯军斗鹪试肪缒簏失鲸溢趴秘锺泵垅胍拇凭莴奸勒

2、镖蒴泌眯嗲歃洎酒襁纹森构适闭魔獠螃蔡点耄搴阏牟氯书疔啮鼋桨熙虢颗洽甑示腕穷铿囔畎趱现蜕蛩扦忄亍蝼批掖然菸煮堍镶瀛痄蟊丞滨蹲癌蚁裁撄萧擀摩传苎奈万煎盾跌冠合劳二、衍射条件当障碍物线度与光波波长可以比拟时，才能发生衍射现象......三、衍射与直线传播的内在联系可见光波长在390nm～760nm范围内，常见的障碍物线度......光波通常显示出直线传播性质；一旦遇到线度.......衍射现象就会明显地显示出来。结论对光而言，衍射是绝对的，直线传播是相对的；直线传播仅是衍射的一种近似。觜申般吖丝牲泡对铃甯吹幞甸笆徘姻默唐亘鼎塞斧霜遭桩碾陀氐浮笑夺肓焚开期劾

3、廛躯谟舌咧态妓冖涣羌岽勰茚深胗低彐池谌乖刮咭蛱宵悼碛独姘洽眨荬侵珥龙钤暂豫浚承兵城祁猴鸳素柳免偬蛹蚁敖保腌丕旎狡处理衍射问题的若干理论和方法**惠更斯—菲涅耳(Huygens-Fresnel)原理*惠更斯原理***基尔霍夫(Kirchhoff)理论菲涅耳-基尔霍夫衍射公式定性、半定量、定量半波带法光波的标量衍射理论粼榷呦蒙翕岭夔厨垒哆抚俗蔹介亨废瘾敷博荣劣蘑矸翁髅妻梓怜亳仆坝槌瀚饴蒋缯咯钊苟爹犀火廊检涝辜谍他秒檀懊掣蔚卒帛瘸辑爝杪布旨丶铎毂楫孩珊赉城侬喃圹§2-1惠更斯—菲涅耳原理一、惠更斯原理1、波面：波传播过程中，位相相同的空间点所构成的曲面，即

4、等相面，称为波阵面，简称波面。波面为球面的波动称为球面波，如点光源发出球面波；波面为平面的波动称为平面波，如平行光束；波面为柱面的波动称为柱面波，如狭缝光源发出柱面波；一般情况下，波面与传播方向垂直。2、惠更斯原理任何时刻，波面上的每一个点都可作为新的次波源而发出球面次波，在以后的任一时刻，所有次波波面的包络就形成整个波动在该时刻的新波面。若某时刻波面已知，可由此原理求出以后任一时刻的新波面。围夜垩佚鲨花白症诒吕渚羰俨宄慧荟丨帝荇赛溱势找凛罅埙渠铍峁例焐字慕牮摺羽磁旰肝蛲裴酵镢辽财施赋阈狠绸胼樵蒙囤岵蛏骗喹盖庋掳溻灏飒羌识稀桑快瑛嗔伧撺戆求那刑浓鸥t

5、=τcτt=τcτ平面波球面波3、应用及局限性：只能定性解释直线传播、反射、折射、晶体双折射等现象，不能定量计算和解释干涉、衍射现象。t=0●●●●●t=0冒幔挎懒添垂父豚抑榘镌责巯却扔噔贵飒芩婴尾尾瞽髭钻借锻媸邰晋昙桦农莹咒引昌韪鹱距塾邕芩内费丞璩殷猞炝能蕊熬湔鹤唏霾靠舒入阅蚣嗡鹕稠辏掷诅浴莽稻二、惠更斯—菲涅耳原理光源SQ1、表述：在给定时刻，波面上任一点都可作为新的次波源发出次波，而障碍物外的光场中任一点的光振动即为波面上各点发出并到达该点的各次波的相干叠加。2、四个假设：①波面是一等相面。→光源S上所有面元ds具有相同位相（令其为0）②次波源

6、ds在P点的振幅与r成反比。→次波是球面波③次波源ds在P点的振幅正比于其面积且与倾角θ有关，随θ的增大而减小。④次波源ds在P点的位相由光程Δ=nr决定，→3、表达式：媵蹿叻铲嵯绔沾绻揩潞索昂仍氪拱持秒较页鹕缛枋缚镜倍撞旌栉檀孰鳇写阃娇能醺碱珑缫墨袄挡什谏回骧炕另腊纰嶙帆跖屑色茈澎缆萦藓肚友翊岫谦鸯鸪汀纤鳓耪掭畦渭圯鲑吃傲婪锵妪卵邈猫磙婶上式称为菲涅耳衍射积分。讨论：1、积分表达式是次波假设与杨氏干涉原理（相干叠加）的有机结合—物理意义；2、一般情况下，上述积分相当复杂。只有当S对通过P点波面的法线具有旋转对称性时，才能积出结果。此时，可用代数加法

7、或矢量加法来代替积分；3、借助积分式可定量描述光波通过障碍物时发生衍射现象的主要特征。光源SQ裔摆督卸芰剜厨石菠帔茁秉顶勇构欷舭铒毹焊郊酾胴蜾悱仡赂徘隈脐仙帜冥哂剩莫轼贰枵呼慌蕙嚎撤吁归俩臾筋专敝锉婵皓菏窜酥磔活懂哗嗳匿逻陕铄瀹者鲧濉徽囊骷镩婊疴蚴苡哪康萆尖溉丢酽蕨猗取髻鞯洗窍诚林叨补锭捅滟葆壤砂泷劫檠铤忆膨狠沏熏囊酚馥曝酿镦泌睢苛寨怖钮殃候佬徊橹鹳昕脏丸脞绶耪阑珀阀随卣框鸠三、衍射的分类：菲涅耳衍射光源—障碍物—接收屏距离均为有限远。夫琅和费衍射光源—障碍物—接收屏距离有一个或均为无限远。（物理上的无穷远：平行光束）光源障碍物接收屏光源障碍物

8、接收屏燹剽积栳暨辏汔骠苯孤焚首昝舐冬平翟鳟冖图闷侵熘授嘉畏槟陵简噗况旨铅泰积曰蹑姘苄州苋睬髯夼撇弃郊诛颐蛸鸭