文档介绍：§2-3 夫琅禾费衍射 Fraunhofer diffraction
单缝和圆孔
光源和观察点(或二者之一)到孔隙或障碍物的距离为有限远的衍射称为菲涅尔衍射或近场衍射.
二者均为无限远的衍射称为夫琅禾费衍射或远场衍射。
菲涅尔衍射
夫琅禾费衍射
夫琅禾费衍射
一、单缝的夫琅禾费衍射

单缝处波面看作无穷多个相干波源
P点是(无穷)多光束干涉的结果

中央亮纹
负一级
正一级
5
特征二:缝b越小,条纹越宽(即衍射越厉害)
单缝衍射花样的主要特征:
单缝衍射花样照片
特征一:中央有一特别明亮的亮纹,两侧有一些强度较小的亮纹,中央亮纹宽度是其他亮纹宽度的两倍;其他亮纹的宽度相同;亮度逐级下降.
特征三:波长越大,条纹越宽。
如何解释这些实验规律?
屏幕
屏幕
方法一、菲涅耳半波带法
相邻半波带发出的光到达P点的光程差均是/2,在P点会聚时将相互抵消。
P点是明纹还是暗纹取决于半波带数目
(衍射角:向上为正,向下为负)
衍射角
b
若可将缝分为偶数个“半波带”
b
λ/2
B
A
θθ
c
暗纹
若可将缝分为奇数个“半波带”
明纹
若不能将单缝分成整数个“半波带”
P点光强介于最明与最暗之间。
方法一、菲涅耳半波带法
结论:分成偶数半波带为暗纹。
分成奇数半波带为明纹。
正、负号表示衍射条纹对称分布于中央明纹的两侧
对于任意衍射角,单缝不能分成整数个半波带,
在屏幕上光强介于最明与最暗之间。
方法一、菲涅耳半波带法
中央明条纹的角宽度为中央两侧第一暗条纹之间的区域:
/b
-(/b)
2(/b)
-2(/b)
sin

1
I / I0
0
相对光强曲线

λ
Δx
I
0
x1
x2
衍射屏
透镜
观测屏
Δx
f

半角宽
明纹宽度
令k=1
方法一、菲涅耳半波带法
中央明纹角宽度:
线宽度
——衍射反比定律
λ
Δx
I
0
x1
x2
衍射屏
透镜
观测屏
Δx
f

中央明纹宽度最宽,约为其它各级明纹宽度的两倍
方法一、菲涅耳半波带法