文档介绍：夫良禾费单缝衍射实验
学校代码
10672
编号

Guizhou Minzu University
《信息光学》实验论文
论文题目：
学院(系)：
专业：
年级：
姓名：
学号：
完成时间：
目录
摘要 2
1前言 2
2
2
3
2夫琅禾费衍射原理 4
—菲涅耳原理 4
5
6
8
3夫琅禾费衍射图样的特点与光强计算 11
11
3. 2光强的计算 12
3. 3衍射条纹的分布 13
3. 4夫琅禾费单缝衍射光强分布 14
4实验分析 15
5实验总结 17
参考文献 18

干涉现象和衍射现象都是光具有波动性的重要特征，那么，它们有怎样的区别和联系呢，简单地说，干涉是若干光束的叠加，更确切地讲应该是，当参与叠加的各束光本身的传播行为可近似用几何光学直线传播的模型描写时，这个叠加问题是纯干涉问题；若参与叠加的各束光本身的传播明显地不符合几何光学模型，则应该说，对每一束而言都存在着衍射，而各束光之间则存在干涉联系。在一般问题中，干涉和衍射两者的作用是同时存在的。
从本质上说，干涉和衍射都是波的相干叠加的结果，只是参与相干叠加的对象有所区别，干涉是有限几束光叠加，而衍射则是无穷多次波的相干叠加。其次，出现的干涉和衍射花样都是明暗相间的条纹，但在光强分布上有间距均匀与相对集中的不同。

光的衍射决定光学仪器的分辨本领；气体或液体中的大量悬浮粒子对光的散射，衍射也起重要的作用。衍射应用大致可以概括为以下四个方面：
1，光谱分析：如衍射光栅光谱仪。
2，结构分析:衍射图样对精细结构有一种相当敏感的“放大”作用,故而利用图样分析结构,如X射线结构学。
3，成像:在相干光成像系统中,引进两次衍射成像概念，由此发展成为空间滤波技术和光学信息处理。光瞳衍射导出成像仪器的分辨本领。
4，波阵面再现: 一种全新的两步无透镜成像法，也称为波阵面再现术，这是全息术原理中的重要一步。
我们通过衍射现象进一步了解夫琅禾费衍射，首先从原理出发，掌握夫琅禾费单缝衍射的原理，利用三角公式和积分处理,通过对光强的计算和对其分布特点的理论研究，从中找出光强分布规律，根据实验现象描绘出其光强分布，最后通过实验采集的图样进行验证，对比研究分析衍射条纹的特点。
二夫良禾费衍射原理
—菲涅耳原理
最早成功地用波动理论解释衍射现象的是菲涅耳，他将惠更斯原理用光的干涉理论加以补充，并予以发展。
惠更斯原理是描述波动传播过程的一个重要原理，其主要内容是：
波源S，在某一时刻所产生波的波阵面为∑，则∑面上的每一点都可以看作是一个次波源，它们发出球面次波，其后某一时刻的波阵面即是该时刻这些球面次波的包迹面，波阵面的法线面的法线方向就是该波的传播方向。惠更斯原理能够很好地解释光的直线传播，光的反射和折射方向，但不能说明衍射过程及其强度分布。
菲涅耳在研究了光的干涉现象后，考虑到次波来自于同一光源，应该相干，因而波阵面上每一点的光振动应该是在光源和该点之间任一波面上的各点发出的次波场叠加的结果。这就是惠更斯—菲涅耳原理。
利用惠更斯—菲涅耳原理可以解释衍射现象：在任意给定的时刻，任一波面上的点都起着次波波源的作用，它们各自发出球面次波，障碍物以外任意点上的光强分布，即是没有被阻挡的各个次波源发出的次波在该点相干叠加的结果。
根据惠更斯—菲涅耳原理，一个单色光源S对于空间任意点P的作用，可以看作是S和P之间任一波面∑上各点发出的次波在P点相干叠加的结果。假设波面上任意点Q的光场复振幅为，在Q点取一个面元，则面元上的次波源对P点光场的贡献为
式中，C是比例系数；，称为倾斜因子，它是与元波面法线和的夹角（称为衍射角）有