菲涅尔衍射讲义
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菲涅尔单缝衍射(演示实验)一、实验目的观察菲涅尔单缝衍射现象二、实验原理菲涅尔衍射和夫郎和费衍射是研究衍射现象的两种方法,前者是不需要用任何仪器就可以直接观察到衍射现象,在这种情况下,观察点和光源(或其中之一)与障碍物(或孔)间的距离有限,在计算光程和叠加后的光强等问题时,都难免遇到繁琐的数学运算。
而后者研究的是观察点和光源距障碍物都是无限远(平行光束)时的衍射现象,在这种情况下计算衍射图样中的光强分布时,数学运算就比较简单。
所谓光源无限远,实际上就是把光源置于第一个透镜的焦平面上,得到平行光束;所谓观察点无限远,实际上就是在第二个透镜的焦平面上观察衍射图样。
请读者在以下的三个实验中注意观察。
三、实验仪器1、He—Ne激光器(632.8nm)2、小孔径扩束镜L: f=6.2mm3、二维调整架: SZ-074、单面可调狭缝: SZ-225、白屏H: SZ-136、公用底座: SZ-047、一维底座: SZ-038、一维底座: SZ-039、公用底座: SZ-04四、仪器实物图及原理图图十六五、实验步骤把所有器件按图十六的顺序摆放在平台上,调至共轴。
激光器通过扩束镜(以不满足远场条件)投射到单缝上,如图十六所示,即可在屏幕上出现衍射条纹,缓慢地连续地将单缝由窄变宽,同时注意屏幕上的图样,即可观察到与理论分析结果一致的由夫郎和费单缝衍射图样过渡到菲涅尔单缝衍射图样。
也可不加扩束镜。
(图中数据均为参考数据)实验十七 菲涅尔圆孔衍射(演示实验)一、实验目的观察菲涅尔圆孔衍射现象二、实验原理附图13如附图13所示:S —单色光源P —光场中任一点S 与P 之间有一带圆孔的光屏M ,圆孔中心在SP 连线上。
这时S 对P 的作用就只是内露出的一部分波面∑上的那些次波源在P 点所产生的光振动的叠加。
按照波带法,分别以P 为中心,r+2/λ,r+λ…为半径将露出的波面分成若干个波带,各波带在P 点产生振动的振幅为: 122i j a a A =± 当圆孔露出奇数个波带时,P 点的光强度是约等于21a 亮点,而当圆孔露出偶数个波带时,P 点是光强度接近于零的暗点。