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1、首页 | 导航 | 论坛 | 联系 | 设为主页 | 收藏 | 光的干涉光的衍射光的偏振专题探讨科学名家光学论坛相关链接 光的衍射基本概念、规律光的衍射基本概念、规律1.1.光的衍射光的衍射 光在传播路径中，遇到不透明或透明 的障碍物，绕过障碍物，产生偏离直线传 播的现象称为光的衍射。2.2.惠更斯菲涅尔原理惠更斯菲涅尔原理分次波面图像惠更斯菲涅尔原理惠更斯提出，媒质上波阵面上的各点，都可以看成是发射子波的波源，其后任意时刻 这些子波的包迹，就是该时刻新的波阵面。惠更斯菲涅尔原理能定性地描述衍射现象中 光的传播问题。菲涅尔充实了惠更斯原理，他提出波前上每个面元都可视为子波的波源，在空间某点 P
2、 的振动是所有这些子波在该点产生的相干振动的叠加，称为惠更斯菲涅尔原理。3.3.衍射的类型衍射的类型（1）菲涅尔衍射：光源和观察点距障碍物为有限 远的衍射称为菲涅尔衍射。（2）夫琅和费衍射：光源和观察点距障碍物为无 限远，即平行光的衍射为夫琅和费衍射。特别强调干涉是有限多束光（分离的）相干叠加，衍射是 波阵面上无限多子波连续的相干叠加，这种计算对于 菲涅尔衍射相当复杂，而对于夫琅和费衍射则比较简 单，主要讨论夫琅和费衍射。4.4.夫琅和费衍射夫琅和费衍射（1 1）单缝衍射）单缝衍射单缝衍射图示flash 衍射图用半波带法处理衍射问题，可以避免复杂的计算，缺点是精确度不够。把单缝处的波面分割成等
3、宽的平行窄带，是分得的相邻两条窄带上的对应点发出的 沿 方向的子波光线的光程差为 /2，则这样分得的窄带称为半波带，提醒注意：分割的 是波面。单色光垂直入射，当单缝恰好被分成了偶数歌半波带，即单缝上下边缘衍射角为 的两条子波光线的光程差 asin 等于半波长的偶数倍。在该点出现光极小。衍射暗纹中心位置：当单缝恰好分成奇数个半波带，asin 半波长的奇数倍。此方向上偶数个半波带 相干抵消，剩下一个半波带未被抵消，在该点产生“次最大”。可见，波面被分成的半波带 数越多，每个半波带的面积也就越小，对该点光强贡献也就越小。所以 角越大，“次最大” 也就越小。衍射亮纹中心位置：波阵面上个子波的光线到达
4、为零处的光程相同，即光程差为零，则合振动在该点 产生”主极大“，中央主极大中心位置：衍射条纹：平行于单缝的一组直条纹，中央明纹最亮，而且宽度是其他明纹的两倍。中央明纹的角宽度： 光强分布： 缝宽和光波波长对衍射条纹也有一定影响。 （2 2）园孔衍射）园孔衍射圆孔衍射图示圆孔衍射 flash 演示第一级暗环的位置：Dsin=1.22D 为园孔的直径夫琅和费园孔衍射图样，中心是一个很亮的园盘，为衍射中央极大，称为爱里斑。爱里斑的半角宽度为：（3 3）瑞利判据：）瑞利判据：如果一个像点的爱里斑的中心刚好与另意像点衍射图样的第一级暗纹像重合，就认 为着两个物点恰好能为这意光学一起所分辩。最小分辩角：分
5、辨率：其中 D 为园孔直径， 为入射光的波长，可见 越小（如电子显微镜）、D 越大 （如天文望远镜）分辨率越大。 （4 4）光栅衍射）光栅衍射 光栅常数： d=a+b在可见光范围内，d 一般在 1/10001/500mm 之间。光栅上的每一条缝的单缝衍射在 方向上 P 点产生一个光振动，N 条缝在 P 点产生 的 N 个光振动的振幅相同，他们的相干叠加决定了 P 点的光强，光栅衍射是单缝衍射和多 缝干涉的总效果。光栅方程： 1、 其中 为衍射角，k 为多缝干涉主极大级数。亮纹（主极大）中心位置满足光栅方程中 k0，（0）时，dsin0 为中央明 纹中心。其他亮纹（主极大）中心位置满足多缝干涉的
6、光栅方程： 2、 不满足单缝衍射暗纹条件：3、 k为单缝衍射暗纹级数（2、3）式要同时满足，才会出现主极大暗条纹位置： 4、 5、 （4、5）式只需满足一个便是暗纹。缺级现象：即满足多缝间主极大条件（光栅方程）（1）式，又满足单缝衍射极小条件的位置 （4）式，将不出现明条纹，称为缺级，缺级条件为：所缺级数为：说明：两个主极大之间还有（N2）个次极大，利用半波带法，这些次极大都作为 暗纹处理，其中 N 为光栅缝数。衍射条纹：从以上亮暗纹条件可以看出，满足暗纹条件的机会多，在黑暗背景上呈现条纹亮度大， 宽度窄，分得很开得平行直条纹，谱线强度受单缝衍射光强分布曲线调制，光栅缝数越多， 谱线越细、越亮
7、。 5.X5.X 射线衍射射线衍射晶体的晶格常数 d 与 X 光得波长同数量级（0.0011nm）， 把晶体作为 X 射线的三维空间光栅，晶体的每一个格点都称为 相干波源，不同晶面干涉有极大条件为：2dsink （k1，2，3，）上式子称为布喇格公式，其中 d 为晶面间距。衍射的原理最近了解了衍射可总是不理解 为什么会出现黑白相间的花纹谁能解释一下通俗点就好提问者： wyl091256 - 试用期 一级 最佳答案最佳答案从波源发出的波经过同一传播时间到达的各点所组成的面，叫做波面（或波前） 荷兰物理学家惠更斯经过长期研究，于 1690 年提出了一条关于波的传播的重要原理，叫做惠更斯原理，这一原
8、理是：波面上的各点可以看做是新的波源，叫做子波源从这些子波源发出的子波所形成的包面（或包迹） ，就是下一时刻的新的波面 用惠更斯原理很容易说明水波通过障碍物的缝时的衍射现象如图 5-41 所示，设波阵面为直线形的水波，到达障碍物的缝时，缝上各点成为新的子波源以这些子波源为中心作半径为 vt（v 为波速）的半圆面，再作与半圆面相切的包面，这个包面就是波通过缝后在时刻 t 的波面从图中可以看出，直线形水波通过缝后，除与缝的宽度相等部分的波面仍为直线外，在缝的边缘处，波面的相当大的一部分发生了弯曲，传播到了障碍物的后面，这就是衍射现象 当缝的大小（或障碍物的大小）跟波长相差不多时就发生明显的衍射现象
9、如果缝很宽，其宽度远大于波长，则波通过缝后基本上是沿直线传播的，衍射现象就很不明显了 用惠更斯原理虽然能定性地解释衍射现象，但不能对衍射现象作出定量的分析19 世纪初法国物理学家菲涅耳补充了惠更斯原理，他认为任一时刻的波面并不是简单地由子波的包迹形成的，而是它们互相干涉的结果经过这样补充的惠更斯-菲涅耳原理，能够确切地解释波的衍射现象 1其他回答其他回答 共 2 条衍射又称为绕射，光线照射到物体边沿后通过散射继续在空间发射的现象。如果采用单色平行光，则衍射后将产生干涉结果。相干波在空间某处相遇后，因位相不同，相互之间产生干涉作用，引起相互加强或减弱的物理现象。 衍射的条件，一是相干波（点光源发
10、出的波） ，二是光栅。 衍射的结果是产生明暗相间的衍射花纹，代表着衍射方向（角度）和强度。根据衍射花纹可以反过来推测光源和光珊的情况。 为了使光能产生明显的偏向，必须使“光栅间隔”具有与光的波长相同的数量级。用于可见光谱的光栅每毫米要刻有约 500 到 500 条线 。 1913 年，劳厄想到，如果晶体中的原子排列是有规则的，那么晶体可以当作是 X 射线的三维衍射光栅。X 射线波长的数量级是 10-8cm ,这与固体中的原子间距大致相同。果然试验取得了成功，这就是最早的 X 射线衍射。 显然，在 X 射线一定的情况下，根据衍射的花样可以分析晶体的性质。但为此必须事先建立 X 射线衍射的方向和强度与晶体结构之间的对应关系 回答者： heng_le - 经理 四级 1-8 12:53 衍射其实就是波绕过屏蔽物体的传播，在一般时候波是按照直线传播的，但这里的直线传播其实也是空间一点的衍射结果的总和，在细微的过程中，每一点的波都可以看成次波源。 就想我们在屏蔽物体后还是能够听到声音一样，那个也是衍射的结果
