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菲涅耳圆孔衍射实验:点光源在小圆孔的光强

时间:2023-11-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:图2-8是菲涅耳圆孔衍射实验的示意图,由点光源发出的光照射在小圆孔上,在接收屏上可观察到小圆孔的衍射花样。现在我们研究对称轴上任一点P的光强。图2-8 菲涅耳圆孔衍射

菲涅耳圆孔衍射实验:点光源在小圆孔的光强

图2-8是菲涅耳圆孔衍射实验的示意图,由点光源发出的光照射在小圆孔上,在接收屏上可观察到小圆孔的衍射花样。现在我们研究对称轴(O点与圆孔中心的连线)上任一点P的光强。由上面讨论可知,P点的光强取决于能透过小孔的波面所包含的半波带数目,由式(2-5)有

通常h≪r0,上式中h2项略去,将式(2-6)、式(2-7)代入上式有

上式表明,P点相应的半波带数目与光波波长,圆孔半径,光源到圆孔和P点到圆孔的距离有关,当Pk、λ、R给定时,对称轴上不同点对应的半波带数目是不同的,有些点对应的半波带数目是奇数,则该点的光强较强,而有些点对应的半波带数目是偶数,则光强较弱,对称轴上的光强分布呈明暗交替变化,改变圆孔的半径和光源位置,考察点处的光强也将发生变化,这与几何光学的情形完全不同,如果圆孔的半径较大,则对考察点露出的半波带数目k很大,最末一个带在考察点产生的振动振幅趋于零,这时考察点的振动振幅为(www.xing528.com)

对称轴上各点的振动振幅为第一个半波带在各点产生的振动振幅的一半,与光源位置和圆孔半径无关,这与几何光学中的情形一样,因此,可以说几何光学是波动光学在一定条件下的极限情形。

图2-8 菲涅耳圆孔衍射

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