第二节 菲涅耳衍射(圆孔和圆屏)
一、圆孔衍射
将一束光投射在一个小圆孔上,在距孔1~2m处放置一块毛玻璃屏, 观察小圆孔的衍射花样。
图2-6
k2 rk2 (r0 h) 2 rk2 r02 2r0 h h 2
r r 2r0 h
2 k 2 0
(1)
k k 2 2 r r r0 ( ) r0 kr0 ( ) kr0 2 2
2 k 2 0
2
(2)
• 还有关系
k2 R 2 ( R h) 2 rk2 (r0 h) 2
2 Rh h 2 rk2 r02 2r0 h h 2 rk2 r02 h 2( R r0 )
将(2)和(3)代入(1)
(3)
r0 kr0 r0 r0 R kr0 kr0 (1 )k ( R r0 ) ( R r0 ) R r0
二、圆屏衍射
图2-7
• 我们讨论一下点光源发出的光通过圆屏边缘时的衍射现象。0为点光 源,光路上有一不透明的圆屏,现在先讨论P点的振幅。设圆屏遮蔽 了开始的k个带。于是从第k+1个带开始,所有其余的带发的次波都能 到达P点。把所有这些带的次波叠加起来,可得P点的合振幅为:
a k 1 A 2
• 即不论圆屏的大小和位置怎样,圆屏几何影子的中心永远有光。不过 圆屏的面积越小时,被遮蔽的带的数目就越小,因而 k 就越大,到 1 达P点的光就越强。变更圆屏和光源之间或圆屏和P之间的距离时,k 也将因之改变,因而也将影响P点的光强。 • 如果圆屏足够小,只遮住中心带的一小部分,则光看起来可完全绕过 它,除了圆屏影子中心有亮点外没有其它影子。这个初看起来似乎是 荒谬的结论,是泊松于1818年在巴黎科学院研究菲涅耳的论文时把它 当作菲涅耳论点谬误的证据提出来的。但阿喇果做了相应的实验,证