第一节 惠更斯一菲涅耳原理
第一节 惠更斯—菲涅耳原理
光的衍射现象 1.现象 衍射屏 观察屏 光源 剃须刀边缘衍射) 2.衍射 光在传播过程中绕过障碍物的边缘而偏离直线传播的现象 说明 衍射现象是否明显取决于障碍物线度与波长的对比,波长 越大,障碍物越小,衍射越明显
一. 光的衍射现象 1. 现象 衍射屏 观察屏 2. 衍射 光在传播过程中绕过障碍物的边缘而偏离直线传播的现象 衍射现象是否明显取决于障碍物线度与波长的对比，波长 越大，障碍物越小，衍射越明显。 说明 光源 (剃须刀边缘衍射)
光的衍射分类 1.菲涅耳衍射 E G近场衍射) (菲涅耳衍射) 光源O,观察屏E(或二者之一)到衍射屏S的距离为有限 的衍射,如图所示
(近场衍射) 1. 菲涅耳衍射 二. 光的衍射分类 O P P0 S 光源O ,观察屏E (或二者之一) 到衍射屏S 的距离为有限 的衍射，如图所示。 E ( 菲涅耳衍射 )
2.夫琅禾费衍射(远场衍射) 光源O,观察屏E到衍射屏S的距离均为无穷远的衍 射,如图所示。 结论:几何光学是波动光学的近似 无限远光源1无限远相遇 (夫琅禾费衍射)
(远场衍射) 2. 夫琅禾费衍射 无限远光源 无限远相遇 S 光源O ,观察屏E 到衍射屏S 的距离均为无穷远的衍 射，如图所示。 ( 夫琅禾费衍射 ) 结论:几何光学是波动光学的近似
惠更斯一菲涅耳原理 1.原理内容 ●同一波前上的各点发出的都是相干次波 各次波在空间某点的相干叠加,就决定了该点波的强度 2.原理数学表达 设初相为零,面积为s的波面Q,其 上面元ds在P点引起的振动为 de k(o)d coS(o t P Ot r dEn= F(o k()d coS(o t F()取决于波面上ds处的波强度,k()为倾斜因子
三. 惠更斯—菲涅耳原理 同一波前上的各点发出的都是相干次波。 设初相为零,面积为s 的波面 Q ，其 上面元ds 在P点引起的振动为 ) 2π cos( ( )d d ( ) λ r ωt r k s E p − 各次波在空间某点的相干叠加，就决定了该点波的强度。 1. 原理内容 2. 原理数学表达 s ds n r P • ) 2π cos( ( )d d ( ) ( ) λ r ωt r k s E p = F Q − Q F(Q) 取决于波面上ds处的波强度, k() 为倾斜因子. • •
=0,k=k max k() k=0 兀/2 E F(Q)·k(0 cos(ot ds= Eo n cos(ot+p(p) P处波的强度l2∞E0p 说明 (1)对于一般衍射问题,用积分计算相当复杂,实际中常用 半浪带法和振幅矢量法分析。 (2)惠更斯一菲涅耳原理在惠更斯原理的基础上给出了次 波源在传播过程中的振幅变化及位相关系
P 处波的强度 2 p E0( p) I 0, 1 = k = kmax = cos( ) 0( p) ( p) s = E ωt + r ωt r F Q k E s p ) d 2π cos( ( ) ( ) ( ) − = , 0 2 π k = k() π 2 说明 (1) 对于一般衍射问题，用积分计算相当复杂，实际中常用 半波带法和振幅矢量法分析。 (2) 惠更斯—菲涅耳原理在惠更斯原理的基础上给出了次 波源在传播过程中的振幅变化及位相关系。 0 1 k()
A.J.菲涅耳
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