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1、2.2.夫琅和费衍射与傅里叶变换夫琅和费衍射与傅里叶变换第1页/共42页第2页/共42页第3页/共42页3.3.单缝的夫琅和费衍射单缝的夫琅和费衍射 第4页/共42页第5页/共42页第6页/共42页衍射图形特点衍射图形特点 第7页/共42页Fraunhofer Diffractionfrom a slit第8页/共42页(1)(1)光波受限制方向与衍射图形的关系光波受限制方向与衍射图形的关系 4.4.夫琅和费衍射图形的性质夫琅和费衍射图形的性质第9页/共42页第10页/共42页(2)(2)光波受限制程度与衍射图形的关系光波受限制程度与衍射图形的关系第11页/共42页(3)(3)光源与衍射图形的
2、关系光源与衍射图形的关系Intensity单缝衍射光强分布计算模拟结果第12页/共42页白光单缝衍射 红光单缝衍射 第13页/共42页5.5.光学成像系统的分辨本领光学成像系统的分辨本领第14页/共42页(1)(1)瑞利判据瑞利判据瑞利判据成立的条件：1 两个等强度的点，2 针对非相干成像系统。斯派罗判据。第15页/共42页(2)望远镜的分辨本领第16页/共42页第17页/共42页6.6.一维振幅光栅衍射图形的分布特一维振幅光栅衍射图形的分布特点点第18页/共42页第19页/共42页abdBC第20页/共42页XI(1)衍射图形分布特点：衍射图形分布特点：光光栅栅透透镜镜屏屏幕幕第21页/共4
3、2页主极大值和主亮纹主极大值和主亮纹 第22页/共42页暗纹和次亮纹暗纹和次亮纹 第23页/共42页主亮纹宽度主亮纹宽度第24页/共42页主亮纹强度主亮纹强度 第25页/共42页缺级问题缺级问题第26页/共42页小结：小结：a,d,Na,d,N对衍射图形分布的影响对衍射图形分布的影响 第27页/共42页I1267-1-2-6-7缺缺级级缺缺级级N=3267-1-6-7I1-2缺缺级级缺缺级级N=4I1267-1-2-6-7缺缺级级缺缺级级N=5I1267-1-2-6-7缺缺级级缺缺级级N=2第28页/共42页连续光谱连续光谱线状光谱线状光谱1级光谱级光谱2级光谱级光谱-1级光谱级光谱-2级光谱
4、级光谱中央亮纹中央亮纹1级光谱级光谱2级光谱级光谱-1级光谱级光谱-2级光谱级光谱中央亮纹中央亮纹2.2.光栅分光及光谱光栅分光及光谱第29页/共42页光栅光谱光栅光谱第30页/共42页一维振幅光栅分光性能一维振幅光栅分光性能 第31页/共42页(2)(2)分辨本领分辨本领 第32页/共42页第33页/共42页第34页/共42页（3 3）色散范围）色散范围 1级光谱级光谱2级光谱级光谱-1级光谱级光谱-2级光谱级光谱中央亮纹中央亮纹第35页/共42页1.1.衍射和傅里叶变换的关系衍射和傅里叶变换的关系是什么是什么?叙述应用傅里叶变换叙述应用傅里叶变换计算夫琅和费衍射的方法步骤。计算夫琅和费衍射
5、的方法步骤。思思 考考 题题第36页/共42页3.3.为何二元孔径的夫朗和费衍射图形的中心总是亮的？设计一个衍射物体，使其夫为何二元孔径的夫朗和费衍射图形的中心总是亮的？设计一个衍射物体，使其夫朗和费衍射图形的中心成为暗斑。朗和费衍射图形的中心成为暗斑。4.4.以线光源照射单缝。当线光源分别与单缝平行和垂直时，描述夫朗和费衍射图以线光源照射单缝。当线光源分别与单缝平行和垂直时，描述夫朗和费衍射图形的形状。形的形状。5.5.试描述白光照明时夫朗和费衍射图形。试描述白光照明时夫朗和费衍射图形。思思 考考 题题第37页/共42页6.6.如何提高光学系统的分辨本领？如何提高光学系统的分辨本领？7.7.
6、假如人眼的敏感波段不在假如人眼的敏感波段不在0.50.5微米左右微米左右,而是在而是在10.810.8微米附近的红外波段微米附近的红外波段,而瞳孔直径仍然在而瞳孔直径仍然在4 4毫米左右毫米左右,试试描述这种红外眼观察到的外部世界的形象描述这种红外眼观察到的外部世界的形象8.8.人体线度是米的数量级人体线度是米的数量级,与可听声波波长相当。假与可听声波波长相当。假如人耳可听声波波长移至毫米波段，外部世界给予我们如人耳可听声波波长移至毫米波段，外部世界给予我们的听觉形象如何？的听觉形象如何？9.9.蝙蝠是利用超声波来探测物体的。它们为何不使用对蝙蝠是利用超声波来探测物体的。它们为何不使用对人类可
7、听的声波？人类可听的声波？思思 考考 题题第38页/共42页10.10.描述一维光栅的参数有描述一维光栅的参数有N N、d d、a a，说明每一个，说明每一个参数对光栅夫朗和费衍射图形的影响。参数对光栅夫朗和费衍射图形的影响。11.11.如何提高光栅的色散和分辨本领？如何提高光栅的色散和分辨本领？12.12.缺级是如何产生的？如何计算缺级的干涉级缺级是如何产生的？如何计算缺级的干涉级？13.13.在光谱仪器中，人们喜欢用反射镜（平面，在光谱仪器中，人们喜欢用反射镜（平面，凹面），而不喜欢用透镜，是何道理？凹面），而不喜欢用透镜，是何道理？14 14 光谱仪器配备有同样尺寸三块光栅：光谱仪器配备
8、有同样尺寸三块光栅：12001200线线对对/mm,600/mm,600线对线对/mm,90/mm,90线对线对/mm/mm。当测量范围分别。当测量范围分别在可见光和红外波段时，应选用哪一块光栅？在可见光和红外波段时，应选用哪一块光栅？思思 考考 题题第39页/共42页15.15.晚上透过窗纱观看远处的电灯时，可以看到窗纱产晚上透过窗纱观看远处的电灯时，可以看到窗纱产生的衍射图形，可是，却看不到近处灯光的衍射。这是生的衍射图形，可是，却看不到近处灯光的衍射。这是为什么？为什么？16.16.对于二元孔径来说，为何夫朗和费衍射的中心总是对于二元孔径来说，为何夫朗和费衍射的中心总是亮的，而菲涅耳衍射
9、的中心会出现亮暗变化？亮的，而菲涅耳衍射的中心会出现亮暗变化？17.17.从距离为从距离为d d的的P P点向半径为点向半径为r r的园孔作半波带，设光的园孔作半波带，设光波长已知，试问可作多少个半波带？当园孔半径减小到波长已知，试问可作多少个半波带？当园孔半径减小到多大时，菲涅耳衍射过渡为夫朗和费衍射？多大时，菲涅耳衍射过渡为夫朗和费衍射？18.18.分析泊松亮点的成因。分析泊松亮点的成因。19.19.黑白波带板会使入射光能量损失一半。有何办法使黑白波带板会使入射光能量损失一半。有何办法使入射光全部通过波带板进入衍射场，从而形成更强的焦入射光全部通过波带板进入衍射场，从而形成更强的焦点？点？思思 考考 题题第40页/共42页参考题参考题 4.4,4.5,4.9,4.11,4.12 4.14,4.15,4.21第41页/共42页感谢您的观看！第42页/共42页