1、一 实验现象,衍射图样是亮暗相间的同心圆环,中心点可亮可暗,中心的亮暗交替变化:孔径变化,移动屏幕,圆屏的衍射图样也是同心圆环,但衍射图样的中心总是一个亮点。,中心强度随 的变化敏感,随距离 的变化迟缓,二 半波带法,(1)目的:求菲涅耳衍射中心场点P0处的振幅,(2)方法:,用代数运算代替积分运算,把波前分割成为一系列环形半波带,写出每个半波带的复振幅,求P0点的合振幅,(3)步骤:,(4)讨论:,自由传播时,整个波前在P0产生的振幅是第一个半波带效果之半;,圆孔衍射,随着圆孔逐渐增大,包含的半波带数目逐渐增多,中心强度的亮暗交替变化;,圆屏衍射,随着圆屏半径逐渐增大,无论n是奇还是偶,中心
2、场点总是亮的;,半波带法只适用于能将圆孔或圆屏整分成半波带时的情况。,三 矢量图解法,(1)目的:当圆孔或圆屏露出的不是整数个半波带时,求轴上场点P0的复振幅,(2)解决方法:矢量图解法,将半波带分割成m个更窄的小环带,写出每个小环带在P0点的复振幅,画出矢量图,连接首尾矢量,得到合成矢量,(3)步骤,(1)若被分割的是整个半波带,时 ,矢量图为半圆形弧线,合成矢量 为半圆的直径。,(4)讨论,(3)自由传播时,螺旋线旋绕到圆心C。合成矢量 为第一个半圆的半径,(2)如果露出m个半波带,由于倾斜因子的影响,随半波带序号的增长,每个半波带形成的合矢量(半圆的半径)逐渐收缩,矢量图形成螺旋线。,例
3、1 求圆孔包含1/2个半波带时轴上点P0处的衍射强度,光强为自由传播时的两倍,此时圆孔露出部分是 半个半波带,解:,作图过程仍然如前所述,但首尾矢量的位相差是,例2 以自由传播为特例,导出衍射积分公式比例系数,四 菲涅耳波带片,将偶数个或奇数个半波带遮挡住,就形成菲涅耳波带片。,(1)菲涅耳波带片的半径公式,例题3 波带片的孔径内有20个半波带,遮挡偶数个半波带,求轴上场点P0处的光强?,解:,波带片相当于透镜,可以会聚光强。,(2)菲涅耳波带片的成像公式,由,得:,令:,实焦点:,虚焦点:,(3)波带片和薄透镜的异同,相同点:都能会聚光能量,不同点:,(1)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。,(2)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。,(3)波带片具有面积大、轻便、可折叠等透镜不具备的优点。,例4 P177,