2.6菲涅尔圆孔衍射和圆屏衍射(修正版)ppt课件.ppt
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1、6 菲涅耳圆孔和圆屏衍射 1菲涅耳圆孔和圆屏衍射 1)衍射装置 量级 量级 对于可见光: 1 2)实验现象 衍射图样是亮暗相间的同心圆环,中 心点可能是亮的,也可能是暗的。 孔径变化,衍射图样中心的亮暗交替 变化。 移动屏幕,衍射图样中心的亮暗交替 变化,中心强度随 的变化很敏感,随 距离 b 的变化迟缓。 圆屏的衍射图样也是同心圆环,但衍 射图样的中心总是一个亮点。 2 2半波带法 (1)要解决的问题 求菲涅耳衍射中心场点Po处的光强度 (2)解决方法 采用近似处理的方法 3 (3)步骤 1)把波前分割成为一系列环形半波带,使得相邻 两个波带的边缘点到P点的光程差等于半个波长 圆孔的菲涅耳衍
2、射与波带分割原则 P0 b+ b+/2 SO b+3/2 C M1 b+2 M4 M3 M2R b 4 2)写出每个半波带的复振幅 3) 求P0点的合振幅 则: 5 4)比较各个振幅的大小 球冠面积: 其中: , 得: 6 Ak仅随 变化,随k的增加缓慢减小,最后 趋近于零。即: 把 看成半波带面积 则: 是一个常量 由菲涅耳原理可知: 7 (4)求露出前n个半波带的圆孔衍射中心场点Po 处的合振幅 波带法中的振幅矢量 (a) k为奇数 Ak A4 A3 A2 A1 A(P) (b) k为偶数 Ak A4 A3 A2 A1 A(P) 取: 则有: 8 (5)求遮住前n个半波带的圆屏衍射中心场
3、点Po处的合振幅 9 (6)讨论: 1)圆孔衍射中心场点P0处的总振幅近似为: 10 2)自由传播时,由于 时, 时, ,Po点处是亮点 ,Po点处是暗点 3)若衍射圆孔逐渐增大 时, Po 点处是亮点 11 时, Po点处是暗点 随包含的半波带数目逐渐增多, 中心强度的亮暗交替变化。 随着距离b的变化, 中心强度的亮暗也交替变化。 时, Po 点处是亮点 12 4)由圆屏衍射的振幅公式 可知: 随圆屏半径的增大, 无论n是奇还是偶,中心场点总是亮的。 5)半波带法的适用条件 能将圆孔或圆屏整分成半波带时的情况 ,较简单,否则较困难。 13 3矢量图解法 (1) 菲涅耳波半带法的优缺点 : 简
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