单缝衍射的简介
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发布时间：2022-04-23 09:59
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时间：2023-07-07 00:39
依据光源、衍射屏（障碍物）及接收屏相对位置的不同，常将衍射
分为两类，即菲涅尔衍射与夫琅和费衍射。 光源和光屏到障碍物的距离都很大，此时入射光为平行光，波面是平面，衍射光也是平行光。这种衍射称为夫琅禾费衍射，它是夫琅禾费（J.von Fraunhofer）最早描述的（1821--1822年）。在实验室里，我们可以很容易的用透镜使入射球面光波变成平行光，很容易实现夫琅禾费衍射的条件。
显然，菲涅尔衍射是普遍情况，夫琅禾费衍射只是它的特例。
夫琅禾费单缝衍射
当衍射角θ=0时,所有衍射光线从缝面AB到会聚点0都经历了相同的光程,因而它是同位相的振动.
在O点合振动的振幅等于所有这些衍射线在该点引起的振动振幅之和,振幅最大,强度最大.
2.夫琅禾费单缝衍射
O点呈现明纹,因处于屏*,称为*明纹.
设一束衍射光会聚在在屏幕上某点P ,它距屏幕中心 o 点为 x,对应该点的衍射角为θ.
单缝面上其它各点发出的子波光线的光程差都比AC小.
在其它位置:
过B点作这束光的同相面BC,
由同相面AB发出的子波到P点的光程差,仅仅产生在由AB面转向BC面的路程之间.
A点发出的子波比B点发出的子波多走了AC=asinθ的光程.
每个完整的半波带称为菲涅尔半波带.
菲涅尔半波带法:
用λ / 2 分割 ,过等分点作 BC 的平行线(实际上是平面),等分点将 AB 等分----将单缝分割成数个半波带.
特点: 这些波带的面积相等,可以认为各个波带上的子波数目彼此相等(即光强是一样的).
每个波带上下边缘发出的子波在P点光程差恰应的位相差为λ / 2.
菲涅尔数:单缝波面被分成完整的波带数目.它满足:
若单缝缝宽a,入射光波长λ 为定值,波面能被分成几个波带,便完全由衍射角决定.
若m=2,单缝面,被分成两个半波带,这两个半波带大小相等,可以认为它们各自具同样数量发射子波的点.每个波带上对应点发出的子波会聚到P点,光程差恰好为 λ /2,相互干涉抵消.此时P点为暗纹极小值处.
依此类推,当m=2k (k=1,2,3… )时,即m为偶数时,屏上衍射光线会聚点出现暗纹.（m为半波带的数量）
当m=2k+1(k=1,2,3… )时,即m为奇数时，屏上显示的是明纹.
如果对应于某个衍射角,单缝波面AB被分成奇数个半波带,
分割成偶数个半波带,P 点为暗纹.
分割成奇数个半波带,P 点为明纹.
