第三章 光的衍射 §3.4多缝衍射与衍射光栅 物理光学课件[精].ppt

文档介绍：§
-相移定理
: 在一个Fraunhofer衍射系统中,当衍射物位移时, Fraunhofer衍射场将响应一个相移,两者的定量关系为:
位移相移
其中,

若点源在O点时辐射场为
则点源移动x0后的辐射场为

若衍射物的复振幅透射率函数为
其Fraunhofer衍射场为
则当其位移后,其复振幅透射率函数为
其Fraunhofer衍射场
其中,
:
①位移-相移定理仅适用于Fraunhofer衍射场.
②位移-相移定理仅适用于“具备空间不变性”的系统.——衍射物位移后,次波源沿方向的次波线仍能进入透镜而在后焦面贡献次波。

:
在图示衍射装置中,
左单缝的衍射场

右单缝是左单缝向右沿x轴移动d而得,由此形成的、与左单缝到达P点的相位之差为
∴右单缝的衍射场
双缝衍射在P点的合场复振幅为
∴
分析:式中是双缝中心到P点的
两光束之间的相位差.
杨氏双缝干涉两光束之间的相位差
双缝间距; “缝面-屏面”间距.
∴双缝衍射在P点的场强是单缝衍射在P点的场强与双缝干涉场强的乘积.
注意:
双缝衍射的实质是:两缝各自衍射场复振幅的相干叠加;
双缝衍射光强分布:单缝衍射光强与双缝干涉光强的乘积.

⑴仅当“衍射”、“干涉”同为极大,才得亮条纹;
二者之一为极小时,即得暗条纹.
即:
①极大条件:
和
②极小条件:
或
d/a=3时:


若每缝宽度a,相邻缝间距d,
则透过相邻缝的两条光线之间的相位差为
而单缝衍射场复振幅
∴多缝衍射场复振幅
多缝衍射强度分布
其中:
是单缝衍射零级中心即几何像点处的衍射光强
是单缝衍射因子——单元因子。它决定衍射能量的空间分配。
是多缝干涉因子——结构因子。它决定衍射条纹的空间分布和条纹宽度。

①主极大
位置
即: ——光栅方程
强度

显然,主极大有多个;真正的主极大应当同时位于单缝衍射零级宽度中心之内.