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第三章 光的衍射

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高中物理第三节光的衍射与偏振优秀课件

高中物理第三节光的衍射与偏振优秀课件
第三节
光的衍射与偏振
障碍物或孔的尺寸比波长小或者跟波长相差不多
观察思考：教材P86
一、光的衍射
1.光的衍射：教材P87 任何障碍物都可以使光发生衍射，衍射现象是波所特有的 现象 2.产生明显衍射的条件：障碍物或小孔的尺寸跟光的波长 相差不多或比光的波长小。
单缝越窄衍 射越明显
波长越长衍 射越明显
束
上是光波发生干预的结果,即相
干波叠加的结果。
三、光的干预和衍射现象区别
四、光的偏振
横波会发生偏振现象
观察思考：教材P88人造偏振片实验探究
偏光镜头五、光的Leabharlann 振的应用六、激光的特性和应用
阅读教材P89～93
激光的特点
激光的应用
作业：
1、导学案P104～107 2、跟踪检测P63～64 3、阅读教材
①条纹不等间距； ②中央条纹亮而宽； ③两侧条纹较暗较 窄，对称分布
二、光的衍射现象理解
惠更斯原理：
光的衍射条纹的形成原因：
“次波相干叠加〞
当光传播到狭缝时，可把狭
缝S看成许许多多个点光源，它
们满足干预条件，这些点光源
发出的光在空间传播相遇叠加，
从而使屏幕上各点位置出现明
激
暗相间的衍射条纹．
光
可见：衍射条纹的产生实质

物理光学第三章 光的衍射

物理光学第三章 光的衍射

14
6.1.3 基尔霍夫衍射公式
假设单色光波通过闭合曲 面 传播，空间P点处的 光场为
E P , t E P e i t
15
n
V
P

如果P点是无源场，该点光场应满足标量波动方程
1 2E 2 E 2 2 0 c t
即：亥姆赫兹（Helmholtz）方程
6.1.2 惠更斯-菲涅耳原理
惠更斯原理
惠更斯在1690年发表的《论光》一书中提出了惠更 斯原理：波源S在某一时刻所产生的波阵面∑，则∑ 面上的每一点都可以看作是一个次波源，它们发出 球面次波，其后某一时刻的波阵面∑’即是该时刻这 些球面次波的包络面，波阵面的法线方向就是该光 波的传播方向。 利用惠更斯原理可以决定光波从一个时刻到另一个 时刻的传播，也可以说明衍射现象的存在，但是不 能说明衍射过程及其强度分布。
6.1.3 基尔霍夫衍射公式
在 面上， 和 E n 的值由入 E 射波决定，与不存在屏时的值 完全相同。
22
n
1
Q
A e ikl E l
E 1 A ikl cos n, l ik e n l l
r P
R
2
l S
9
6.1.2 惠更斯-菲涅耳原理
惠更斯-菲涅耳原理
10
菲涅耳在研究了光的干涉现象后，考虑到次波来自 于同一个光源，应该是相干的，因而光场中任意一 点的光振动应该是光源和该点之间任一波阵面上所 有子波相干叠加的结果，这就是惠更斯-菲涅耳原理。
波阵面法线
光源
任意波阵面
光场中的任 意一点
6.1.2 惠为（复振幅）
P CK , E Q exp ikr d dE 0 r

第3章光的衍射2(光栅夫琅禾费)_168209982

第3章光的衍射2(光栅夫琅禾费)_168209982
sin sin N A a0 sin
a0 -- 单缝衍射 = 0
处的振幅
9
图示光栅衍射的物理机制
1

再进行 一次多 光束干 涉
2
f
f
π sin sin N d sin A a0 sin
10
sin N A A0 sin
光栅衍射的光强： 1）单缝衍射和多光束干涉的结果共同决定。 2）干涉主极大处受到衍射极小的影响，导 致所谓的“缺级”现象。
12
四. 光栅夫琅禾费衍射光强分布特点 （1）各干涉主极大受到单缝衍射的调制。
I0 I单 单缝衍射光强曲线 -2 -1 多光束干涉因子 N2 0
例 N 4 , d 4a
2
sin
sin N sin
单缝衍射因子
2

多光束干涉因子
11
光强分布与缺级现象
sin I I0
2
sin N sin
2

π

a sin
π d sin
内的干涉主极大个数减少， 若出现缺级的话，
则缺级的级次变低。
15
▲
若 d 不变 各干涉主极大位置不变；
单缝中央亮 a 减小 单缝衍射的轮廓线变宽， 纹内的干涉主极大个数增加，缺级的级次变高。 当 a 时，单缝衍射的轮廓线变 极端情形： 为很平坦，第一暗纹在距中心 处， 此时各 干涉主极大光强几乎相同。
§3.3 多缝的夫琅禾费衍射
一. 光栅（grating） 光栅是现代科技中常用的重要光学元件。 光通过光栅衍射可以产生明亮尖锐的亮纹， 复色光入射可产生光谱，用以进行光谱分析。

高中物理：光学-光的衍射

高中物理：光学-光的衍射

高中物理：光学-光的衍射光的衍射是光学中的经典知识点，其在多个领域都有着广泛的应用，例如显微镜、天文望远镜等。

本文将详细介绍光的衍射的基本概念、衍射定理、夫琅禾费衍射以及常见的实验方法。

一、光的衍射的基本概念光的衍射是指光通过一个孔或者通过物体表面的缝隙后，光波会扩散成为一组新的光波，这种现象被称为光的衍射。

在光的衍射中，光波会形成一些明暗交替的区域，这些区域被称为衍射图样，其形状和孔或者缝隙的大小和形状有关。

二、衍射定理衍射定理是光学中最重要的定理之一，它是描述从一个孔或者一个光源丝的发射的光经过另一个孔或者缝隙后产生的光的波前的变化情况。

衍射定理可以用来计算衍射图案的形状，以及通过使用光的衍射图案来确定物体的大小和形状。

衍射定理的公式如下所示：sinθ = nλ/d其中，θ是衍射角，n是衍射序数，λ是光的波长，d是孔或者缝隙的宽度。

三、夫琅禾费衍射夫琅禾费衍射是一种典型的衍射现象，它是一种发生在单缝或双缝上的衍射现象。

夫琅禾费衍射的衍射图样是一组纵向的亮暗条纹。

夫琅禾费衍射的公式如下所示：dsinθ = nλ其中，d是缝隙的大小，θ是衍射角，n是衍射序数，λ是光的波长。

四、实验方法实验方法是研究光的衍射现象的重要手段。

常见的光的衍射实验方法包括单缝衍射实验、双缝干涉实验、格点衍射实验等。

（1）单缝衍射实验单缝衍射实验是研究光的衍射现象的最简单的实验方法之一，它可以通过一个狭窄的孔洞使光波扩散成为一个圆形的波前来观察光的衍射现象。

（2）双缝干涉实验双缝干涉实验是研究光的干涉现象的重要实验方法，它可以通过两个狭缝使光波扩散成为一组具有干涉现象的亮暗条纹。

（3）格点衍射实验格点衍射实验是一种研究光的衍射现象的实验方法，它可以通过一个光栅来使光波扩散成为一组具有规律的亮暗条纹。

五、练习题1. 一束波长为500nm的光穿过一个宽度为0.3mm的单缝后，经过距离1m的观察屏时，其衍射图样的第五个主极大的位置距离中心线的距离是多少？参考答案：0.30mm2. 光通过一组双缝（缝距为0.1mm，缝宽为0.05mm），在距离屏幕40cm处出现了一组亮暗条纹。

高中物理-选修3-4-《光的衍射》PPT课件

高中物理-选修3-4-《光的衍射》PPT课件

四、双缝干涉与单缝衍射的比较.
15
【课堂训练与检测】 见学案“典题分类剖析”
【作业布置】 1、见学案“课后演练提升” 2、见学案“课时作业”
.
16
1、单缝衍射 1)单缝衍射现象
用平行光照射狭缝，在屏上产生一条与缝 宽相当的亮条纹。但是，当缝调到很窄时， 尽管亮条纹的亮度有所降低，但是宽度反 而增大了。
激
调 节
光
狭
束
缝
宽
窄
.
像屏
5
2)图样特征 (1)单色光的衍射条纹？ 亮暗相间，中央条纹亮度大; 分布不均匀，中央条纹宽度大; (2)白光的衍射条纹？ 中间是白色亮条纹，两边是彩色条纹;
不 同 点
条纹 距离
条纹 间距
条纹宽度相等 各相邻条纹等间距
条纹宽度不等， 中央最宽
各相邻条纹间距 不等
衍 射 的
亮度
清晰条纹，亮度基 本相等
中央条纹最亮， 两边变暗
比 较
相同点
波特有的现象，属于波的叠加； 都有明暗相间的条纹
.
14
【课堂小结】
一、产生明显衍射现象的条件——
障碍物或孔的尺寸跟波长相近或者比光的波长还要小
(其中最靠近中央的色光是紫色，最远离中央的 是红光)
.
6
1)缝越窄，亮纹的亮度_降__低___，
但条纹宽度__变_宽___。
2)入射光的波长越短，条纹宽度__越_窄___。
.
7
2、圆孔衍射
1)圆孔衍射现象
S
用点光源照射圆孔，
在屏上产生一个圆形
亮斑。但是，当圆孔
缩小到一定程度时，
光所达到的范围会远
远超过它沿直线传播

光的衍射(教学课件)(完整版)

光的衍射(教学课件)(完整版)
只通过一条窄缝,则在光屏上可以看到(
)
A.与原来相同的明暗相间的条纹,只是明条纹比原来暗些
B.与原来不相同的明暗相间的条纹,而中央明条纹变宽些
C.只有一条与缝宽对应的明条纹
D.无条纹,只存在一片红光
答案:B
考点二：光的干涉和衍射的比较
解析:双缝为相干光源的干涉,单缝为光的衍射,且干涉和衍射的图样
不同。衍射图样和干涉图样的异同点:中央都出现明条纹,但衍射图样
（1）孔较大时——屏上出现清晰的光斑
ASLeabharlann 几乎沿直线传播学习任务一：光的衍射
4.圆孔衍射
（2） 孔较小时—
—屏上出现衍射花
样（亮暗相间的不
等间距的圆环，这
些圆环的范围远远
超过了光沿直线传
播所能照明的范围）
以中央最亮的光斑为圆心的逐
渐变暗的不等距的同心圆
学习任务一：光的衍射
4.圆孔衍射
（3）圆孔衍射图样的两个特点
答案:A
考点二：光的干涉和衍射的比较
解析:干涉条纹是等间距的条纹,因此题图a、b是干涉图样,题图c、d
是衍射图样,故A项正确,B项错误;由公式Δx=

λ可知,条纹宽的入射光

的波长长,所以题图a图样的光的波长比题图b图样的光的波长长,故C项
错误;图c的衍射现象比图d的衍射现象更明显,因此题图c图样的光的波
中央明条纹较宽,两侧都出现明暗相间的条纹,干涉图样为等间隔的明
暗相间的条纹,而衍射图样两侧为不等间隔的明暗相间的条纹,且亮度
迅速减弱,所以选项B正确。
祝你学业有成
2024年5月2日星期四1时48分21秒
S
学习任务一：光的衍射
2.光的明显衍射条件

大学物理光的衍射

XX,
汇报人：XX
01
02
03
04
05
06
光的衍射是指光在传播过程中遇到障碍物时，会绕过障碍物继续传播的现象。
光的衍射是光的波动性的表现，与光的干涉、反射等现象一起构成了光的传播规律。
光的衍射现象在光学、物理学、天文学等领域有着广泛的应用。 光的衍射现象的发现，为光的波动说提供了有力的证据，推动了光学的发展。
单缝衍射：光通过单缝时，形成明暗相间 的条纹
双缝干涉：光通过双缝时，形成明暗相间 的条纹
薄膜干涉：光通过薄膜时，形成彩色的条 纹
光栅衍射：光通过光栅时，形成彩色的条 纹
菲涅尔衍射：光通过菲涅尔透镜时，形成 彩色的条纹
光子衍射：光子通过狭缝时，形成明暗相 间的条纹
光的衍射：光在传 播过程中遇到障碍 物时，会发生衍射 现象
衍射图样：单缝衍 射图样是明暗相间 的条纹，条纹间距 与狭缝宽度有关
单缝衍射的条纹间距与狭缝 的宽度、光的波长和观察屏 的距离有关。
单缝衍射是光的衍射现象之 一，当光通过狭缝时，会在 其后形成明暗相间的条纹。
单缝衍射的条纹亮度与狭缝 的宽度和光的强度有关。
单缝衍射的条纹形状与狭缝 的形状有关，可以是直线、
光的波动性：光 波在传播过程中 具有周期性和振 幅变化的特点。
干涉现象：当两 束或多束相干光 波相遇时，它们 在空间某些区域 会相互加强或减 弱，形成明暗相 间的干涉条纹。
双缝干涉实验： 通过双缝干涉实 验可以观察到明 暗交替的干涉条 纹，证明了光波
的波动性。
干涉条件：只有 相干光波才能产 生干涉现象，而 相干光波需要满 足频率相同、振 动方向相同和相 位差恒定等条件。
曲线或折线等。
光学仪器制造：利用 单缝衍射现象制造各 种光学仪器，如望远 镜、显微镜等。

人教版高二物理选择性必修一第三章 光-第5节 光的衍射 课件


课堂小结
3 、用单色光通过小圆盘和小圆孔做衍射实 验时，在光屏上得到衍射图形，它们的
特征是（ B ）
A．用小圆盘时中央是暗的，用小圆孔 时中央是亮的
B．中央均为亮点的同心圆形条纹 C．中央均为暗点的同心圆形条纹 D．用小圆盘时中央是亮的，用小圆孔
时中央是暗的
课堂小结
4 、我们经常可以看到，凡路边施工处总挂 有红色的电灯，这除了红色光容易引起人的视 觉注意以外，还有一个重要的原因，这一原因
水波、声波都会发生衍 射现象，它们发生衍射 的现象特征是什么？
波的衍射现象：
一、单缝衍射 一切波都能发生衍射，通过衍射把
能量传到阴影区域，能够发生明显衍 射的条件是障碍物或孔的尺寸跟波长 差不多．
光波波长很短 400-700nm
1.单缝衍射示意图
激
光 束
调节狭 缝宽窄
像 屏
取一个不透光的屏，在它的中间装上一 个宽度可以调节的狭缝，用平行的单色光 照射，在缝后适当距离处放一个像屏．
课堂小结
1、下列属于光的衍射现象的是： A雨后天空出现的绚丽的彩虹 色散
DE
B阳光下肥皂膜上的彩色条纹 薄膜干涉 C太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹 折射色散
D眼睛透过纱巾看到的灯光的条纹
E眼睛眯成一条线看到的发光的电灯周围 有彩色花纹
课堂小结
2、下列关于单缝衍射的说法中，正确 的是（ D ） A、和光的双缝干涉图样相同 B、各亮条纹的宽度不同而亮度相同 C、各亮条纹的宽度相同而亮度不同 D、中央亮条纹的宽度最宽，亮度最亮
三. 圆屏衍射
圆屏衍射图样
泊松亮斑
在其影子的中心有一个亮斑
光的衍射现象
不只是狭缝和圆孔，各种不同形状的物体都 能使光发生衍射，以至使影的轮廓模糊不清，其 原因是光通过物体的边缘而发生衍射的结果．

光学课件 第三章光的衍射-2

衍射是连续分布的无限多个点光源（次波 中心）发出的光波的相干叠加。要应用惠 更斯——菲涅耳原理，或菲涅耳——基尔 霍夫衍射积分公式。
• 分布规律不同：
干涉时，光的能量在空间均匀分布，各个亮条 纹有相差不大的能量；衍射时，光的能量主要 集中在一个特殊的衍射级上，更接近于几何成 象的情况。
• 采用的数学手段不同：
几何像点处的光强
P(θ)点强度分布
I (P)
I0
sin 2 u2
u
u 1 kasin a sin
2
sin u 称作单缝（单元）
u
衍射因子
狭缝上下移动，条纹不变
j=1 j=0 j′=1 j′=0
透镜上下移动，条纹相应移动
相互平行的狭缝，衍射条纹完全重合
0
入射光与光轴不平行， 光程差包括两部分
几何光学是衍射的极限
• 衍射0级就是几何光学中光线的方向。 • 如果衍射障碍物的尺寸比波长大很多，则
几何光学定律成立。
干涉与衍射的联系和区别？
• 本质相同：
无论是衍射还是干涉，光波在相遇点都是 振动的相干叠加，都遵循波的叠加原理， 是光的波动性的体现。
• 形成条件不同：
干涉是分立光束之间的相干叠加，这些光 束是有限条，或虽然有无限多条，但是光 束之间是离散的、不连续的、可数的。直 接应用波的叠加原理。
kasin
N
沿θ方向的次波在接收屏上的合振动
E(P)
K
0
E0 (Q)F (0, )
ei
(m)
(m1)
a( m ) a ( m1)
N
A a(m) m1
在近轴条件下，忽略倾斜因子的影响
各个单元沿同方向的次波振幅相等

光的衍射现象

S
观察比较方便，但定量计算却很复杂（需完成复杂 的Fresnel积分）。
2.Fraunhofer衍射（远场衍射）
光源和光屏到障碍物或孔隙的距离可以认为是无限远 的，即实际上使用的是平行光束。比Fresnel衍射更重 要。
L2
L1பைடு நூலகம்
S
o
Fraunhofer衍射可通过使用简单实用的方法——半波带 法得到重要而近似准确的结果。
a
a
2
U ( ) C eikr dx
a
2
C eikxsin dx
a
C
eikx sin
ik sin
x a
|2
x a 2
2
2
C
1
ika sin
ika sin
[e 2 e 2 ]
ik sin
C 1 2i sin( ka sin )
ik sin
2
2C
sin(
ka
sin
2
)
ac
sin
k sin
d
在光孔和接收范围满足傍轴条件情况下， 0 0，
r r0 （场点到光孔中心的距离）
U (P) i U 0(Q)eikrd
r0 (0 )
三、衍射现象的分类
分类的标准——按光源和考察点（光屏）到障 碍物距离的不同进行分类。
1 Fresnel衍射（近场衍射）
障碍物（孔隙）距光源和光屏的距离都是有限的，或 其中之一是有限的。
A
(b) n为偶数
半波带法中的振动矢量图
A(P0 )
1 2
[ A1
(1)n1
An
]
讨论：1）自由传播情形，整个波前裸露
f (n ) 0,从而An 0
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2.679
0.0042
3.238 3.699
0 0.00016
29
y
圆孔衍射因子
2 J1 ( x) y x
2
中央的圆形亮斑称为艾里斑（Airy disk）
30
艾里斑集中了总光能的84% 第二个暗纹内达到91%
x ka sin 1.220 sin 1.22 1.22
17
强度分布公式
L2
B P

C N
P0
单缝宽度b，从B到C相位差逐点增加，BC两点的相位差为

2


2

b sin
θ称为衍射角
18
矢量图解法
O
2
R B A
C

A0
2
A 2 R sin A0 2R
I0为接收屏中央的强度
A A0
sin

I I0
sin 2
波长的影响 ，所以长波长
2
I
4I0 I0
b 的光衍射半角宽度大。 根据基尔霍夫积分公式 ： I 1

蓝光

2
，所以波长短的光
I
红光
衍射峰值大。
关于强度的结论只能从衍射积分公式中得出

22
主极大的半角宽度，即波长与缝宽的比值可作为衍射效应的标志


b
Δ θ越大，衍射效应越强；越小，衍射效应越弱，趋于几何光学
i ~ ~ ikr U ( P) U ( Q ) e dS 0 r0
我们有以下条件
~ U0 (Q) A, r0 f , r L( x0 ), x0 cosf, dS dfd
积分范围：
x0
f

0 a 0 f 2
2a
27
iA ikL0 ~ U ( ) e f
6
夫琅禾费衍射：光源、衍射衍射系统中的夫琅禾费衍射
F 焦面接收 像面接收
7
菲涅耳衍射是近场衍射，夫琅和费衍射是远场衍射 夫琅和费衍射的计算容易，应用价值更大，实验上又不难实现。 现代变换光学中的傅里叶光学就以夫琅和费衍射为基础
方孔的衍射图样—从菲涅耳衍射过渡到夫琅和费衍射


d

34
瑞利判据
min 1.22

d
I0
0.8I 0
1.22

d
min 1.22

d
1.22

d
两个物点满足瑞利判据时， 一个艾里斑的中心正好落在另一个艾里斑的边缘处。
In Rayleigh’s own words: “This rule is convenient on account of its simplicity and it is sufficiently accurate in view of the necessary uncertainty as to what exactly is meant by resolution.”
与菲涅耳衍射积分公式的主体结构相同，基尔霍夫的新贡献是：
cos 0 cos f ( 0 , ) ， (1) 明确了倾斜因子， 2 闭合面上的各个次波源 均对场点扰动有贡献 i 1 i K e 2 ( 2) 给出了比例系数， (3) 明确指出，积分面 ()不限于等相面，可以是 隔离光源和场点的任意 闭合曲面。
12
最常见的情况是在傍轴条件下求解衍射场，积分公式可进一步简化
( x, y )
r
b
Q
P
r0
O O
z
傍轴条件： 0 , 0.5rad 28.6
1 1 1 倾斜因子 (cos 0 cos ) 1 球面次波函数 eikr eikr 2 r r0 i ~ ~ ikr 傍轴条件衍射积分公式 U ( P) U ( Q ) e dS 0 r0 ( )

2d
1.22 1.22

d

2d

d
31
光学仪器的分辨本领
成像光学仪器都有限制光束的孔径。物光通过光学仪器成像时， 由于衍射作用，物点所成的像是一个艾里斑。
几何光学
经透镜 物点 像点
波动光学
经透镜 物点 艾里斑
物(物点集合)像(像点集合)
物(物点集合)像(艾里斑集合)
32
D
8
§3.2 惠更斯-菲涅尔原理
惠更斯的次波概念
提出
次波相干叠加
杨氏的干涉原理 惠更斯-菲涅耳原理 波前上的每个面元可以看成次波源，它们向四周发射次波； 波场中任一场点的扰动是所有次波源所贡献的次级扰动的相 干叠加。
9
惠更斯-菲涅耳原理的数学表示
~ ~ U ( P ) dU ( P )
()
最后引进一个比例常数，菲涅耳衍射积分公式可以写为
eikr ~ ~ U ( P) K f ( 0 , )U 0 (Q) dS r ()
11
约六十年后的1880年，德国物理学家基尔霍夫(Kirchhoff, 1824-1887) 从亥姆霍兹方程出发，导出了无源空间边值定解的表达式
i (cos 0 cos ) ~ eikr ~ U ( P) U 0 (Q) dS () 2 r
a 光强分布 I ( ) f
2
2 J1 ( x) x I0
2
2
其中 I0 是入射平面波的光强
28
2 J1 ( x) y x
2
1.0
0.5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
x
0
1
1.220 1.635 2.233
0 0.0175 0
0
不同的光孔和波前函数将造成不同的衍射场，而积分核eikr相同。
13
衍射的巴比涅原理
互补的衍射屏
互补 互补
+
a b
=
0
衍射屏 a b 0 通行无阻
根据衍射积分公式， 两个互补的衍射屏的衍射场与无衍射屏的自由光场满足 巴比涅原理 Ua (P) Ub (P) U0 (P)
~
零级衍射斑的中心是几何光学的像点
23
例 在单缝夫琅禾费衍射实验中，照明光波长为600nm，透镜焦距 为200mm，单缝宽度为15m,求零级衍射斑的半角宽度和屏幕上 显示的零级斑的几何宽度？
600103 半角宽度： 0.04rad a 15
I0

h ，所以几何宽度为： l f 200 0.04 8m m
2 a
ik cosf sin e ddf 0 0 a
iA ikL0 e 2 J 0 (k sin )d f 0 iA 2 ikL0 2 J 1 ( x ) (a ) e f x x ka sin
J0 和 J1 为 0 阶和 1 阶 Bessel 函数
第三章 光的衍射
1
§3.1 衍射现象
衍射：波遇到障碍物，偏离直线传播的现象。
2
衍射现象的一般特点
限制与展宽
限制ρ、发散角Δθ与波长的关系

3
光孔线度ρ与光波长λ的比是一个敏感因素， 直接决定了衍射效应的强弱，衍射效应大致可分为三个等级： （1）ρ > 103λ，衍射效应很弱，光近乎直线传播， 衍射的边界效应仍然不可忽略。 （2） 103λ > ρ，衍射效应显著，光孔形状与衍射图样对应 （3）ρ ≤λ，衍射效应过于强烈，向散射过渡。
2
b sin
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复振幅积分法
i ~ U ( P) r0
~ U0 (Q) A, r0 f
( 0 )
~ ikr U ( Q ) e dS 0
我们有条件
r由光程取代 r L0 x sin
i b ~ ~ ik ( L0 x sin ) U ( ) U ( Q ) e dxdy 0 0 f 0
D F P
夫琅禾费衍射
A
~ 除后焦点，轴外自由光场 U 0 0
~ ~ Ua (P) Ub (P)
I a ( P) I b ( P)
B
f
除了后焦点外，互补屏的夫琅和费衍射图样是全同的
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互补屏及其夫琅禾费衍射图形
16
§3.3夫琅禾费单缝衍射
衍射装置
L1
S
L2
点光源 S 放在透镜 L1 的焦点上，形成平行光垂直照射单缝， 右边为透镜 L2 和放在 L2 的焦面上的接收屏。
~ dU ( P)

S
P
~ dU ( P) ?
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dS
R S
n
0
r P

~ 基于物理上的若干基本 考虑，dU ( P)决定于： ~ dU ( P) dS 波前上作为次波源的微 分面元 ~ ~ d U ( P ) U 0 (Q ) 次波源的自身复振幅 ~ 1 ikr d U ( P ) e 次波源发出球面波到达 场点 r ~ 的发射不是各向同性 dU ( P) f ( 0 , ) 倾斜因子表示次波面源
b i ikL0 Aae e ikxsin dx 0 f iabA ikL0 ikbsin / 2 sin b sin e e , 其中 f b
O

x
sin ~~ I ( ) UU I 0
abA , 其中 I 0 f
~
~
~ Ua