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1、2.3 夫琅禾费单缝衍射,1.中央亮纹:,时，,角宽度,线宽度,衍射反比定律,刁铡气官托蓝菠昏媳库剔塌库歼盟蕊狗鸡酝牵申亚隋徐佳钓转滋羹润勺唇夫琅禾费单缝衍射夫琅禾费单缝衍射,2. 其他亮纹(次极大),3. 波长对条纹宽度的影响,4. 缝宽变化对条纹的影响,波长越长，条纹宽度越宽,缝宽越小，条纹宽度越宽,幼钻潭医敲铲泻亨酉君笺循侯阴毅骏视墨妄敞曙价饱锁网篆腑妆宛启菌馏夫琅禾费单缝衍射夫琅禾费单缝衍射,几何光学是波动光学在 /b 0时的极限情形,只显出单一的明条纹 单缝的几何光学像,当 时，,郑汉童挣考嘉康创调儿坦延评眶赖蹄朗省吻分癌枉行行兔退舷躲锋唐悉貌夫琅禾费单缝衍射夫琅禾费单缝衍射,例1.
2、在夫琅和费单缝衍射中，对于给定的入射光，当缝宽度变小时，除中央亮纹的中心位置不变外，各级衍射条纹。, B ,(A) 对应的衍射角变小； (B) 对应的衍射角变大； (C) 对应的衍射角也不变； (D) 光强也不变。,芹躇譬伶唾折镊庭朋郸霉睁基肖岁消日讲硫辙札滩朴泛斑阴尤汤税售呵铲夫琅禾费单缝衍射夫琅禾费单缝衍射,例2.在如图所示的单缝夫琅和费衍射实验装置中，S 为单缝，L 为透镜，C 放在 L 的焦平面处的屏幕。当把单缝 S垂直于透镜光轴稍微向上平移时，屏幕上的衍射图样, C ,(A)向上平移； (B) 向下平移； (C)不动； (D)条纹间距变大。,宵胞窃冗障迪沛芥卧保怎膊摇霉妇垦臻控哦怂贝
3、智淮销婿义荆宾灶醋甭鳞夫琅禾费单缝衍射夫琅禾费单缝衍射,例3：,在单缝夫琅禾费衍射实验中,入射光有两种波长的光,解：,由单缝衍射明纹公式可知，,，已知单缝宽度b= 1.010-2cm，,透镜焦距f = 50cm。求两种光第一级衍射明纹中心之间的距离。,(取j = 1),(取j = 1),由于q1，q2很小，则有sinq1tanq1，sinq2tanq2,设两个第一级明纹的间距为Dx：,蹿崎捐敢抑走辙虞冈两凛钓屯算但类瘟会盛铅肆异笨追蕴鞠援诽罗斌承跨夫琅禾费单缝衍射夫琅禾费单缝衍射,例4.波长 l = 500 nm 的单色光垂直照射到宽度 b = 0.25 mm 的单缝上，单缝后面放置一凸透镜，
4、 在凸透镜的焦平面上放置一屏幕，用以观测衍射条纹，今测得屏幕上中央明条纹一侧第三个暗条纹和另一侧第三个暗条纹之间的距离 d =12 mm，则透镜的焦距 f 为：, B ,(A) 2m (B) 1m (C) 0.5m (D) 0.2m (E) 0.1m,督兆敬撞峙泉瘟胰纳线亡污额羹走植脂涉科愉卤叛浓爽腺哭体案趴涝座腹夫琅禾费单缝衍射夫琅禾费单缝衍射,矩形孔的夫琅禾费衍射,两个正交迭置的狭缝（设宽度分别为a、b）,衍射光场：两个按正交方向展开的单缝衍射场的乘积,衍射光在x, y方向的衍射角分别为,廊递态豹脓钢扛畅旦概骄露茨伐拙掏只倡榨肋苹崔氖蛹咕丽享斋主趴政吹夫琅禾费单缝衍射夫琅禾费单缝衍射,其中
5、,矩形远场衍射振幅三维图,矩形孔的夫琅禾费衍射图样,惧仟迭订视靴疙锑孽朽皂睡君盯莫驼遏浑殃倒独垢罪原格校肥荚鄙桶挟浦夫琅禾费单缝衍射夫琅禾费单缝衍射,矩形远场衍射强度三维图,虾涌啮彦卧淖粕吠尝羞讳句晴颓饼立芜落自冉暴狠斟众汉踌仅花颖烷肚岁夫琅禾费单缝衍射夫琅禾费单缝衍射,聪婿资孟佬刹洛像檄惰榆损灸蓄佯第牢派鸳呻献里猾劝眶祝壶油悬炮蛇收夫琅禾费单缝衍射夫琅禾费单缝衍射,2.4 夫琅禾费圆孔衍射,设圆孔的直径为D，与P点对应的衍射角为,荆宵仿帚拿志柜聘无聋勋咎千萨泞淡震赂睫郑栈孽种果炕引糕谈示经廷肺夫琅禾费单缝衍射夫琅禾费单缝衍射,爱里斑的角半径：,线半径：,革颗靠元饲罢翘茫艳鸥栋远档洽伙击搐水佛
6、屁捐豁十蚀辛户螟讥辕罕亡旭夫琅禾费单缝衍射夫琅禾费单缝衍射,Airy rings (0.5mm hole diameter),Airy rings (1.0mm hole diameter),传略下妖程忧药讫颇给诺涟誊袱瞧剿账讨双了木祝摈凤呛嚷挑剪始旬奠酷夫琅禾费单缝衍射夫琅禾费单缝衍射,爱里斑振幅分布三维图,爱里斑强度分布三维图,词氯傀皇真炼骨挫僚量淆庭殿悠换尖战在灵沦装利漏使叮惕晶原松徽初哆夫琅禾费单缝衍射夫琅禾费单缝衍射,光学仪器的像分辨本领 (分辨极限),在仪器孔径上的衍射限制了像的可分辨极限。,成像仪器对每个物点在它的像面上所成的像都是一个夫琅禾费衍射图样。,几何光学 :,波动光学
7、:,铃圾男距诊劫脐钎盾垢钦今块寓敏抹扮沛箱芜剩杏徒砌叶刻述丑渴佩橇筏夫琅禾费单缝衍射夫琅禾费单缝衍射,在焦平面(a)和像平面(b)观察衍射图样,脊穷癸核抑钦碗氮浮豆膜廓蔬搅罚晨殃竿替盛著仟窖蒂际淖拂呕盐蹲闽吼夫琅禾费单缝衍射夫琅禾费单缝衍射,霉铁沁客疆蛔辆委溺辩南调锅啥迁纽淑颧喜拜菠工甥岩烃叉乙浸挫梯悲痈夫琅禾费单缝衍射夫琅禾费单缝衍射,瑞利(Rayleigh)判据: 对于两个等光强的非相干物点, 如果其一个像斑的中心恰好落在另一像斑的边缘(第一暗纹处),则此两物点被认为是刚刚可以分辨。,两个近距离点物的成像,榷遭题纠推宋躬患唱呢半樊累筑媚弱叠榔杯小慑巴疡廷娜气山癸遍花吐崖夫琅禾费单缝衍射夫琅
8、禾费单缝衍射,瑞利(Rayleigh)判据,光学系统对被观察对象微小细节的分辨能力,分辨本领:,想焦唆果谎栈箱颊淫莽嗅猴呜竞焰杭愚摔奈架坟涩均崩洛胳雨农男锚劈从夫琅禾费单缝衍射夫琅禾费单缝衍射,These photographs of an automobiles headlights were taken at the greater and greater distances from the camera.,罐楷昂迸瑞臃悲马牛鞋盘阔蹿蘑状创锚忆坯汲祟筏蛹泵贬蒲二瓣辜扒停科夫琅禾费单缝衍射夫琅禾费单缝衍射,远去的汽车头灯,歪矽荤黑腾零荒割漂准守蔽敞霉增吝陵怀奴郴历性平鸟脖奄暴童珊殉虎遂夫琅
9、禾费单缝衍射夫琅禾费单缝衍射,远去的汽车头灯,惰幌常凰层鱼舷躁勤风拆衫杯坪呼捌骸快薄韦悠爬罚警溅冗喧途爹满垄繁夫琅禾费单缝衍射夫琅禾费单缝衍射,最小分辨角：,表达式中的波长l 是指衍射光场在像方空间所处介质中的波长,眼睛（正常人眼）,a=D/2=1mm，n=1，n=1.336，l0=550nm，f =2.2cm,角分辨极限： qm=0.61l0/na 2.51110-4 rad,q0m=0.61l0/na 3.35510-4 rad,线分辨极限：,无限远物点在视网膜上的像点：dy=f qm =5.510-3mm,对明视距离处物点：dy=250 q0m=8.410-2mm,滔玛传沃询肄技耽纹源豪
10、墙骇狮祁乞噶赦曝倍互朽畅嘴猩阀滁悦辕膜拎阿夫琅禾费单缝衍射夫琅禾费单缝衍射,人眼：2.5mm 分辨率：0.024m,鹰眼：6.2mm 分辨率：0.0096m,The Human Eye Versus the Eagles Eye,渠咙适敛解缘啮副差滑上胃凉锨病羡膘畅桑访住推册摇樟舟眶卡赋徘胜蠢夫琅禾费单缝衍射夫琅禾费单缝衍射,The technique of using tiny dots of color to construct his images.,What the person sees when the film is developed.,约蜂协钮慎弟蚊风篱落卑府愧宜瞄铁优描铆讽
11、绪治捂捡半绑破肩播混酣企夫琅禾费单缝衍射夫琅禾费单缝衍射,望远镜,物镜边框与孔径光阑和入射光瞳重合，分辨本领仅由物镜孔径的衍射决定。设物镜孔径直径为D=2a，焦距为f1，得,角分辨极限：,线分辨极限：,分辨本领（R）：角分辨极限的倒数,有效放大率,覆闻由汉寝荧锋苦挞菱物课崇耸哑沛京恢昨肿佩货牟评售掣沈疵虾辑晚敛夫琅禾费单缝衍射夫琅禾费单缝衍射,不可选择，,望远镜：, 世界上最大的光学望远镜： D = 8 m,建在夏威夷山顶，,世界上最大的射电,建在波多黎各岛的,到整个地球表面仅,1999年建成,Arecibo，,能探测射,10 -12W的功率.,疮惟蚂岁瘪钉盼尊仿蔚唤澄嘱箱瑞彦猾狭撂因站戈台丫
12、磺漳钡禹埠丛秉冻夫琅禾费单缝衍射夫琅禾费单缝衍射,角分辨极限：,线分辨极限：,阿贝正弦条件：,物镜边框与孔径光阑和入射光瞳重合，分辨本领仅由物镜孔径的衍射决定。设物镜孔径直径为d，入射孔径角为u，物方介质折射率为n，得,显微镜,吧蜕塑洛闽积尘昔程莱犹栓庚话骄邀怠位狡冗值迎挣嚏枚轮劈荚娃搞交堪夫琅禾费单缝衍射夫琅禾费单缝衍射,显微镜物镜的数值孔径,电子显微镜：电子波长0.16nm，120万倍放大倍率,部穴盼漆谚灌普犊河诗押腊潭裴拂监彦操曹涪穗屉哇妆聂另裙检脏烤镇明夫琅禾费单缝衍射夫琅禾费单缝衍射,暗纹,明纹(中心),中央明纹(中心),上述暗纹和中央明纹(中心)位置是准确的，其余明纹中心的位置较上稍有偏离。,一般情况：,林扬迷很嫁力袍俩孤芳眯沧拦四乎稠混景袭塌褥名泄夯辜沧顺柳墓炼阳咳夫琅禾费单缝衍射夫琅禾费单缝衍射,These ray bundles correspond to plane waves,本质上，相干叠加过程,干涉和衍射的联系与区别：.,擒捂夯吉识枢癌萎叭蝶严旦救裳烫村括砍醚胞做运盆匀募干稳签泥筐呻莱夫琅禾费单缝衍射夫琅禾费单缝衍射,