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1、光的衍射单缝第1页，本讲稿共14页一一 衍射的实验规律衍射的实验规律5 随缝宽减小，条纹由密变疏随缝宽减小，条纹由密变疏屏幕1 中央明纹，两侧明暗相间的条纹轴对称中央明纹，两侧明暗相间的条纹轴对称2 中央明纹最亮，两侧明纹量度逐渐变弱中央明纹最亮，两侧明纹量度逐渐变弱3 中央明纹的宽度是两侧明纹或暗纹宽度的两倍中央明纹的宽度是两侧明纹或暗纹宽度的两倍4 随波长变长，条纹由密变疏随波长变长，条纹由密变疏结论：结论：1、4、5与干涉相似；与干涉相似；2、4与杨氏干涉不同与杨氏干涉不同第2页，本讲稿共14页将衍射光束分成一组一组的平行光，每组平行光的将衍射光束分成一组一组的平行光，每组平行光的衍射角
2、衍射角（与原入射方向的夹角）（与原入射方向的夹角）相同相同ABfxCP衍射角不同，衍射角不同，最大光程差也最大光程差也不同，不同，P P点位置点位置不同，光的强不同，光的强度分布取决于度分布取决于最大光程差最大光程差二二二二 菲涅耳半波带法菲涅耳半波带法菲涅耳半波带法菲涅耳半波带法第3页，本讲稿共14页1 1 菲涅耳半波带法菲涅耳半波带法菲涅耳半波带法菲涅耳半波带法2222asin相邻平面间的距离是相邻平面间的距离是相邻平面间的距离是相邻平面间的距离是入射单色光的半波长入射单色光的半波长入射单色光的半波长入射单色光的半波长任何两个相邻波带上对应任何两个相邻波带上对应任何两个相邻波带上对应任何两
3、个相邻波带上对应点所发出的光线到达点所发出的光线到达点所发出的光线到达点所发出的光线到达BCBCBCBC平平平平面的光程差均为半波长面的光程差均为半波长面的光程差均为半波长面的光程差均为半波长（即位相差为（即位相差为（即位相差为（即位相差为 ），在，在，在，在P P P P点会聚时将一一抵消。点会聚时将一一抵消。点会聚时将一一抵消。点会聚时将一一抵消。第4页，本讲稿共14页AAABCaxf12222.PAB面分成奇数个半波带，出现亮纹.2 2 定性解释定性解释定性解释定性解释第5页，本讲稿共14页.AAABCaxf122.A3P.AB面分成偶数个半波带，出现暗纹第6页，本讲稿共14页结论结论(
4、2)(2)正正、负负表示衍射条纹对称分布于中央明纹的两侧表示衍射条纹对称分布于中央明纹的两侧(3)(3)对于对于任意衍射角任意衍射角，单缝不能分成整数个半波带，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。在屏幕上光强介于最明与最暗之间。(1)(1)分成偶数半波带为暗纹分成偶数半波带为暗纹;奇数半波带为明纹。奇数半波带为明纹。第7页，本讲稿共14页讨论讨论 当当 角增加时，半波带数增加，未被抵消的半角增加时，半波带数增加，未被抵消的半波带面积减少，所以光强变小；波带面积减少，所以光强变小；当当 增加时增加时,为什么光强的为什么光强的极大值迅速衰减？极大值迅速衰减？第8页，本讲稿共1
5、4页axf03 3 条纹位置和宽度条纹位置和宽度第9页，本讲稿共14页相邻两衍射条纹间距相邻两衍射条纹间距条纹在接收条纹在接收屏上的位置屏上的位置暗纹中心暗纹中心明纹中心明纹中心其它各级明条纹的宽度为中央明条纹宽度的一半。其它各级明条纹的宽度为中央明条纹宽度的一半。第10页，本讲稿共14页 讨论：讨论：条纹在屏幕上的位置与波长成正比，如果用条纹在屏幕上的位置与波长成正比，如果用白光做光源，中央为白色明条纹，其两侧各级都为彩白光做光源，中央为白色明条纹，其两侧各级都为彩色条纹。该衍射图样称为色条纹。该衍射图样称为衍射光谱衍射光谱。由微分式 看出缝越窄（a 越小），条纹分散的越开，衍射现象越明显；
6、反之，条纹向中央靠拢。明纹中心第11页，本讲稿共14页例、一束波长为例、一束波长为 =5000的平行光垂直照射在一个单的平行光垂直照射在一个单缝上。缝上。(1)已知单缝衍射的第一暗纹的衍射角已知单缝衍射的第一暗纹的衍射角 1=300，求该单缝的宽度求该单缝的宽度a=?解：解：(1)第一级暗纹第一级暗纹 k=1,1=300第12页，本讲稿共14页例、一束波长为例、一束波长为 =5000的平行光的平行光垂直垂直照射在一个照射在一个单缝上。单缝上。(2)如果所用的单缝的宽度如果所用的单缝的宽度a=0.5mm，缝后，缝后紧挨着的薄透镜焦距紧挨着的薄透镜焦距f=1m，求：，求：(a)中央明条纹的角中央明
7、条纹的角宽度；宽度；(b)中央亮纹的线宽度；中央亮纹的线宽度；(c)第一级与第二级暗第一级与第二级暗纹的距离；纹的距离；(a)(b)(c)第13页，本讲稿共14页例、一束波长为例、一束波长为 =5000的平行光垂直照射在一个的平行光垂直照射在一个单缝上。单缝上。a=0.5mm，f=1m(3)如果在屏幕上离中央亮如果在屏幕上离中央亮纹中心为纹中心为x=3.5mm处的处的P点为一亮纹，试求点为一亮纹，试求(a)该该P处处亮纹的级数；亮纹的级数；(b)从从P处看，对该光波而言，狭缝处的处看，对该光波而言，狭缝处的波阵面可分割成几个半波带？波阵面可分割成几个半波带？(b)当当k=3时，光程差时，光程差狭缝处波阵面可分成狭缝处波阵面可分成7个半波带。个半波带。第14页，本讲稿共14页