物理光学13.2典型孔径的夫朗和费衍射.ppt

13.2 典型孔径的夫琅和费衍射,,对于夫琅和费衍射，观察屏必须放置在远离衍射屏的地方,通常采用如图所示的系统作为夫琅和费衍射实验,透镜焦平面上P (x, y) 点的光场复振幅为,z1  f,,衍射角,当平面波垂直照射衍射屏时，令Ē (x1, y1)＝A’＝常数后焦平面上的光场复振幅可写为,衍射屏上某一点子波源发出的子波到达P点的相位,,衍射屏上任意一点（坐标x1 y1）和坐标原点发出的子波到达P点的相位差,,,若衍射孔是矩形孔，则在透镜焦平面上观察到的衍射图样如图所示二、 夫琅和费矩形孔衍射,夫琅和费矩形孔衍射后 P (x, y) 点的光强度为,式中，I0 是 P0 点的光强度当＝0（对应于 P0 点）时，有主极大，I / I0＝1 这个零级衍射斑中心就是几何光学的像点在＝m (m =±1, ±2,…) 处，有极小值， Im＝0， 与这些  值相应的点是暗点暗点的位置为,相邻两暗点之间的间隔为,次级大：相邻两个暗点之间一个强度突起,矩形孔衍射的光能量主要集中在中央亮斑处,矩形孔衍射中央亮斑的边缘在 x、y 轴上的位置是,中央亮斑的角半宽度为：,中央亮斑的半宽尺寸：,中央亮斑面积为,该式说明，中央亮斑面积与矩形孔面积成反比, 在相同波长和装置下，衍射孔愈小，中央亮斑愈大。

这就说明，在相同波长和装置下，衍射孔越小，中央亮斑光强就越低中央亮斑强度为,注意：中央亮斑强度和面积互为一对矛盾,当 a  b，即对于矩形孔径，其衍射图样沿 x、y 方向的形状虽然一样，但线度不同三、单缝衍射 如果矩形孔一个方向的尺寸比另一个方向大得多，b a ，则该矩形孔的衍射就变成一个单缝衍射线光源单缝衍射,点光源单缝衍射,,在衍射理论中，通常称（sin/)2为单缝衍射因子白光照明时，衍射条纹呈现彩色，中央是白色，向外依次是由紫到红变化题1、用波长 ＝0.63m 的激光粗测一单缝缝宽若观察屏上衍射条纹左右两个第五级极小的距离是6.3cm，屏和缝的距离是5m，求缝宽题2、在单缝衍射实验中，透镜焦距 f =0.5m，入射光波长为500nm，缝宽 a =0.1mm求：中央明纹的宽度和第一级明纹的宽度弗朗和费衍射图样的特点 (P427),1，衍射现象扩散程度与孔径大小成反比 对光的限制也严重，衍射现象也显著,2，孔径（衍射屏）在自身平面内平移不改变衍射图样的位置，强度分布和形状，只是产生一个线性的相位,,3，倾斜照明衍射屏，衍射图样在相同的方向上产生平移强度分布和形状不变,巴比涅原理：由一对互补光屏分别在某个给定场点引起的衍射光场复振幅之和，等于没有光屏情况下，该场点的光振动之复振幅。

注意：不是光强关系）,互补屏：两个衍射屏，其中一个屏的通光部分正好对应于另外一个屏的不透光部分4，互补屏之间的衍射图像相同，除中心点外，强度分布相同,。