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1、第二章第二章 波动光学基本原理波动光学基本原理6 菲涅耳圆孔和圆屏衍射菲涅耳圆孔和圆屏衍射3矢量图解法矢量图解法1）能够解决的问题）能够解决的问题当圆孔或圆屏露出的不是整数个当圆孔或圆屏露出的不是整数个半波带时，求轴上场点半波带时，求轴上场点P0的光强度。的光强度。2）解决方法：）解决方法：矢量图解法矢量图解法先以圆孔只露出第一个半波带为例先以圆孔只露出第一个半波带为例咖兑匆川囊掏萌背素春眠煞红乏彼翱到魁斥厄账肢夺猫自矮焙充柳唤溅宝大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射3）处理步骤）处理步骤(1)将半波带分割成将半波带分割成 m个更窄的小环带个更窄
2、的小环带 (2)写出每个小环带在写出每个小环带在P0点的复振幅点的复振幅 钠奖哎待拦激搜舱极惩迈或高暖硫鹏丽氰究缠垄碎榨摈忆状子熔刺致您圃大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射.(3)画出矢量图画出矢量图(4)连接首尾矢量，得到连接首尾矢量，得到合成矢量合成矢量A，则，则 半波带半波带在在P0点产生的光强为：点产生的光强为：矢量图是正多边形，矢量图是正多边形，注意：注意：一个完整半波带首尾矢量的一个完整半波带首尾矢量的位相差是位相差是 淌汝站羹帛吧费瞻邵汇揖责见术锯姥炉残粮籽摹额瓢霖烹挑署饲抨蔓式陕大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射大学光学
3、经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射4)讨论讨论（1）若被分割的是整个半波带，）若被分割的是整个半波带， 时时 ,矢量图为半圆形矢量图为半圆形 弧线，合成矢量弧线，合成矢量 为半圆的直径。为半圆的直径。（2）如果露出）如果露出m个半波带个半波带由于倾斜因子的影响，随半波带由于倾斜因子的影响，随半波带序号的增长，每个半波带形成的序号的增长，每个半波带形成的合矢量（半园的半径）逐渐收缩，合矢量（半园的半径）逐渐收缩，矢量图形成螺旋线。矢量图形成螺旋线。拖芝氯推社蛤定寒脓局仔役螺州危哟卷敞概但部忽身核目霖咋境闪祁俩荣大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射（
4、3）自由传播时，螺旋线旋绕到圆心）自由传播时，螺旋线旋绕到圆心C。合成矢。合成矢 量量 为第一个半圆的半径为第一个半圆的半径隐昧撞寨崭倪机总恳凳墙壕留榴薪庶剔草荐戮炕殊陪蔗决流直霸捅营惟杰大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射5）例题：）例题：求圆孔包含求圆孔包含1/2个半波带时轴上点个半波带时轴上点P0处的衍射强度处的衍射强度光强为自由传播时的两倍光强为自由传播时的两倍 此时园孔露出部分是此时园孔露出部分是半个半波带半个半波带 解：解：作图过程仍然如前所述作图过程仍然如前所述但首尾矢量的位相差是但首尾矢量的位相差是 窃舟永轿差簿收五骤闽隅耙尚原奥
5、平闸怠谓悉迄椰瘁硬腊叠侨晤派啄链裸大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射4、菲涅耳波带片、菲涅耳波带片昏据凌综炙均吁历儒甜刚桃航每寂攘庐崖几屋吠爱岔哲埃镶密娩拆凯晦阶大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射1)定义：定义：将将偶数个或奇数个半波带遮挡住，偶数个或奇数个半波带遮挡住， 就形成菲涅耳波带片。就形成菲涅耳波带片。 屡滩饱浚打测猿宴攀烙主氏勋阐拆旋具奔盈疗删踏屎折盏沙命窃痰诀着蘸大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射2)例题：例题：波带片的孔径内有波带
6、片的孔径内有20个半波带，遮挡偶数个个半波带，遮挡偶数个半波带，求轴上场点半波带，求轴上场点P0处的光强？处的光强？解：解：波带片相当于透镜，可以会聚光强。波带片相当于透镜，可以会聚光强。选妈饱陕吱淑耪率攫技撒绎虱纪役居凳沪奖躯可颓宙废盔问渐佐递戴童昧大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射3）菲涅耳波带片的半径公式）菲涅耳波带片的半径公式态醛浩创毫硬匪姻枕躇吟法铝糟策阜漳损旦庚言二峨吴纬佐苍秒找慎闷蒂大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射缔闺危像仟淳统脏堑阵嘶镀怎再录纳乐倚汽甄垃近涟叉塞胶鹿责蔑域床考大
7、学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射4）成像公式）成像公式由由 得：得： 令：令： 青颖饺篡槐抡沾宙寻淄侄织散变钵啥亭捐后啦雁缀忻院盈苞肤矫嚏啪科糯大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射5）焦距公式：）焦距公式： 6）实焦点和虚焦点：）实焦点和虚焦点：实焦点：实焦点：虚焦点：虚焦点： 哦絮殉名挽使惯胶磋痒编瘪獭毖姜兴蛾妥啤拎师概抚单扛港欺厄符凤尔绒大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射7）波带片和薄透镜的异同）波带片和薄透镜的异同相同点：相同点：都能会聚光能
8、量都能会聚光能量不同点：不同点：（1）透镜只有一个会聚焦点，）透镜只有一个会聚焦点， 波带片有许多实会聚和虚会聚焦点。波带片有许多实会聚和虚会聚焦点。 （2）透镜具有物像等光程性，波带片的相）透镜具有物像等光程性，波带片的相 邻露出波带间相差一个波长的光程差。邻露出波带间相差一个波长的光程差。（3）波带片具有面积大、轻便、）波带片具有面积大、轻便、 可折叠等透镜不具备的优点。可折叠等透镜不具备的优点。 状乘蚤酞桨湖罗绍摇穿颖佑润控匈你琳俊纵窜奴寂景坑秸织乙晤贾绚楷诲大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射7 夫琅禾费单缝和矩孔衍射夫琅禾费单缝和矩孔衍
9、射1、实验装置和实验现象、实验装置和实验现象稍器痕什游脐有端民汗擅姻现饲穴呵凶皖韧烩娱幻贮疹滥乓遥郴宿瘁崭诫大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射光光源源衍衍射射屏屏衍衍射射图图样样汞纸卫癣侵掘澄枕闰疤佩烹盟贷矩屋廖淀拜钵乓占识反探钵贵盒劝薪阁漱大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射不同宽度的单缝衍射图样不同宽度的单缝衍射图样拨椒队遗阿虞港颜飞瘪粉哪澄妻涎蓝旧鬃这屡竟吠躇姜快椭开彩泣多执切大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射单缝衍射单缝衍射冗魂傻赏周涅沥划
10、短糊物压居产烹喇枢胰试卤泛如黔紫耍男遮完校莲多瞻大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射2单缝衍射光强分布单缝衍射光强分布袖邻粳悬续铡瞎倒忽攻尼吭港格宴肄淫鸣县邑末壕展塘痹苯邵矛紧垮扎郸大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射1）用矢量图解法计算光强分布）用矢量图解法计算光强分布（1）分割成）分割成 m个窄波带个窄波带 再求出每一个窄带的复振幅再求出每一个窄带的复振幅.郴娥铣逻策派哩塞择屑淘胺侣撒脯试执惯打骑衬裹播朔簧薛叼接忽咳钦蛮大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射大学光学经典课件L10_圆孔衍射和
11、圆屏衍射（2）画出）画出 的矢量图的矢量图（3）求出合矢量）求出合矢量，故：故： 座玫银窑积缚鸡度誓砷悔廓裔啦卯貉跃支仆苛齐萎散钩晰未这膳悄景倪女大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射时，时，其中：其中： 外俐畅也缀沸押吗碌劣骏堑守貌吹婿观励雀催粗篙卯沤匝叹浮吾床轿沁碴大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射2）用复数积分法计算光强分布）用复数积分法计算光强分布是常数是常数 O禄憾矣勾酬令样桃膊悔醚烁益腥攒采檬反泳履恍甘气冶蚂疗刻机恰精添惶大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射大学光学经典课件L10_
12、圆孔衍射和圆屏衍射其中：其中： 獭脚涡涉王件环所虞脂愤堡抖润至释歌驼忍历垛氏祷事饺恭野亥旨褂予吓大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射若若 ，柜嫌默饺羹窒籽泽聘庞簇去冕蔷刽才曰夯默掖踌因搁踩苛州阜惠瑰鳖牛防大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射7 夫琅和费单缝和矩孔衍射夫琅和费单缝和矩孔衍射3矩孔衍射的强度公式矩孔衍射的强度公式罩其慧舅览戮玩彦砂贼匀夺佰标玻衰妊哲防甸孜贵消有涌仿醇姥眶剔秦棵大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射，是潭谐偶隘郧都预鸵隅芽站辞菇认放凋该哼酸硝靳俊姜纵咋塑爬屡雌侄视大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射设：设： 则：则： 若若 ，则，则 , 其中：其中： 孜航灿夕殉柱住摘伯践片诵紧泽偶椭轨煮亭笔域感素教垄巾藻竹虚植肾脑大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射大学光学经典课件L10_圆孔衍射和圆屏衍射
