1、一. 实验装置,主要研究内容,单缝衍射的明暗条件,单缝衍射的条纹特点,主要研究手段,惠更斯菲涅耳原理,二、 单缝衍射的明暗条件,( b 为缝 AB的宽度 ),AP和BP的光程差：,中央O点:,中央明纹,两侧各点:,用半波带法分析,将狭缝 AB 分成若干个等宽长条带,分割原则是 相邻条带的对应点发出的光到达 P 点的光程差为半波长,半波带的个数N与衍射角 有关，取决于单缝两边缘处衍射光线的光程差,对应衍射角 ,半波带法,1,2,1,2,两个半波带发的光，在 p 点干涉相消形成暗纹。,可将缝分为两个“半波带”,（1）,（2）当 时，,可将缝分成四个半波带，,两相邻半波带的衍射光相消，,若可将缝分成
2、偶数个半波带时，,即,P点为暗条纹,结论：,p 点形成暗纹, 在 p 点形成明纹（中心）,其中两相邻半波带的衍射光相消，,余下一个半波带的衍射光不被抵消,（3）当 时，可将缝分成三个半波带，,若可将缝分成奇数个半波带时，,即,P点为明条纹,结论：,（暗纹）,（明纹）,（介于明暗之间）,（暗纹）,（明纹）,很小,1、衍射暗纹、明纹位置,单缝衍射的明暗条件,注意：,三、单缝衍射的条纹特点:,（暗纹）,（明纹）,1、明暗纹的位置：,暗纹,明纹,1、明暗纹的位置：,暗纹,2、明纹的宽度,明纹,中央明纹的宽度,2、明纹的宽度,两侧明纹的宽度,中央明纹的宽度,3、明纹的角宽度,第一级暗纹（k=1）的衍射角
3、：,中央明纹半角宽,中央明纹角宽度,其余明纹角宽度,4、条纹随波长、缝宽的变化,4、条纹随波长、缝宽的变化,衍射显著，,光强太弱,衍射不明显，,直线传播,4、条纹随波长、缝宽的变化,明条纹宽度正比于波长，反比于缝宽.,5、条纹的亮度,中央明纹集中大部分能量，明条纹级次越高亮度越弱.,一级明纹中心:,二级明纹中心:,由菲涅尔半波带法：,6、入射光非垂直入射时光程差的计算,？,7、狭缝平移,条纹位置不变,8、单缝衍射与双缝干涉的区别,单缝衍射条纹,双缝干涉条纹,条纹分布不同,明暗条件不同,讨论：下面单缝衍射图中，各条入射光线间距相等，问：1）光线 1 与 3 在幕上 P 点相遇时, 两光振动的位相
4、差为什么？ 2）P 点是明还是暗？,答：1） 1，3光线在P 点相遇时, 两光振动的位相差为 .,2） P 点是暗点.,例1 有一单缝，宽b =0.10mm，在缝后放一焦距为50cm的会聚透镜，用平行绿光(l = 546.0nm)垂直照射单缝。试求位于透镜焦面处的屏幕上的中央明条纹及第二级明纹宽度。,解：中央明纹的宽度为,=5.4610-4 (mm),=2.73 (mm),第二级明纹的宽度为,例2 用波长l1=400nm和l2 =700nm的混合光垂直照射单缝，在衍射图样中， l1 的第 k1级明纹中心位置恰与l2的第k2级暗纹中心位置重合。（1）求k1和k2 。（2）试问 l1 的暗纹中心位
5、置能否与 的暗纹中心位置重合?,解：(1)由题意,即l1的第7级暗纹与l2的第4级暗纹相重合,例3：用波长l1=400nm和l2 =700nm的混合光垂直照射单缝，在衍射图样中， l1 的第 k1级明纹中心位置恰与l2的第k2级暗纹中心位置重合。（1）求k1和k2 。（2）试问 l1 的暗纹中心位置能否与2 的暗纹中心位置重合?,解：,例4、单缝宽b=1.010-4m,光学薄膜厚d=0.2m，n=1.5,薄膜 前后为空气，波长1=400nm和2=600nm的复色光垂直照射薄膜，单缝后透镜焦距f=0.5m,求屏上观察到的中心明纹宽度x=?,1、 2光在薄膜上、下表面反射的光程差：,解：,=800
6、nm,干涉加强,=900nm,故：薄膜后透射出的为600nm的光,干涉减弱：,例4、单缝宽b=1.010-4m,光学薄膜厚d=0.2m，n=1.5,薄膜 前后为空气，波长1=400nm和2=600nm的复色光垂直照射薄膜，单缝后透镜焦距f=0.5m,求屏上观察到的中心明纹宽度x=?,1、 2光在薄膜上、下表面反射的光程差：,解：,=800nm,干涉加强,=900nm,中心明纹宽度：,故：薄膜后透射出的为600nm的光,=0.06m,干涉减弱：,作业 一单色平行光垂直入射一单缝，其衍射第三级明纹位置恰好与波长为 600 nm 的单色光垂直入射该缝时衍射的第二级位置重合，试求该单色光的波长.,解,书上例2 如图，一雷达位于路边 15m 处，它的射束与公路成 角. 假如发射天线的输出口宽度 ，发射的微波波长是18mm ，则在它监视范围内的公路长度大约是多少？,解 将雷达天线输出口看成是发出衍射波的单缝，衍射波能量主要集中在中央明纹范围内.,根据暗纹条件,
