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光源S照射在一个大小可以伸缩的圆孔上

发布时间:2016/4/12 19:27:19 访问次数:441

   由于光是一种波动,因此当ICE2PCS02G光在传播途中遇到障碍物时,就会绕过它而继续前进,当障碍物的大小和光波波长相当时,这种现象尤其明显。光在传播过程中产生拐弯的现象称为光的衍射或绕射。

   惠更斯一菲涅耳原理

   光的衍射现象很容易观察到,光源S照射在一个大小可以伸缩的圆孔上,沿直线传播的,如果逐渐缩小孔的直径,直到直径比光的波长大得不多时,光就开始绕到孔的外面,在屏上形成衍射花样,整个衍射花样的面积比原来光斑大得多,这时光已不再沿直线传播了。

   惠更斯( Huygens)认为,介质中波传播到各点,都可以看作是发射子波的新波源,各子波的包面就是新的波前,由新波前所决定的传播方向就是新的波传播方向。


   应用这一原理,可以由某一时刻波前的位置,采用几何作图法确定下一时刻新的波前位置,从而确定波的传播方向。但是,用惠更斯原理却无法求出下一时刻光波的强度分布。

   菲涅耳( Fresnel)用波的叠加和干涉充实了惠更斯原理。他认为,从同一波阵面上各点所发出的子波,经传播而在空间某点相遇时,也可相互叠加而产生干涉现象。经过发展的惠更斯原理称为惠更斯一菲涅耳原理,它是衍射理论的基础。

   如图2 -38所示∑为通光开孔,当一单色光入射到开孔上时,在∑上任一点Q处入射光场为

   E(Q,t)= U(Q)ejwt

   振幅和初相位都是Q点位置的函数。由于时间周期因子ep。对开孔上各点都一样,故可略去。因此,可用复振幅U(Q)代表开孔∑上的场强分布。设dS为Q点开孔的小面积元,入射场U(Q)在Q点dS上激发起次波场,其强度可以认为与Ⅳ( Q) dS成正比。这时,从dS上发出的球面次波在P点引起的振动为.

   dU(P):e-jK'K(臼)U(口)dS    (2-50)


   式中,r=QP是Q点到P点的距离;e-jK/r是从Q点发出的球面波传到P点时的变化;K(p)是倾斜因子,描写次波振幅随方向的改变,其中0是QP方向与入射波前法线问的夹角,称为衍射角。当正入射时.



   由于光是一种波动,因此当ICE2PCS02G光在传播途中遇到障碍物时,就会绕过它而继续前进,当障碍物的大小和光波波长相当时,这种现象尤其明显。光在传播过程中产生拐弯的现象称为光的衍射或绕射。

   惠更斯一菲涅耳原理

   光的衍射现象很容易观察到,光源S照射在一个大小可以伸缩的圆孔上,沿直线传播的,如果逐渐缩小孔的直径,直到直径比光的波长大得不多时,光就开始绕到孔的外面,在屏上形成衍射花样,整个衍射花样的面积比原来光斑大得多,这时光已不再沿直线传播了。

   惠更斯( Huygens)认为,介质中波传播到各点,都可以看作是发射子波的新波源,各子波的包面就是新的波前,由新波前所决定的传播方向就是新的波传播方向。


   应用这一原理,可以由某一时刻波前的位置,采用几何作图法确定下一时刻新的波前位置,从而确定波的传播方向。但是,用惠更斯原理却无法求出下一时刻光波的强度分布。

   菲涅耳( Fresnel)用波的叠加和干涉充实了惠更斯原理。他认为,从同一波阵面上各点所发出的子波,经传播而在空间某点相遇时,也可相互叠加而产生干涉现象。经过发展的惠更斯原理称为惠更斯一菲涅耳原理,它是衍射理论的基础。

   如图2 -38所示∑为通光开孔,当一单色光入射到开孔上时,在∑上任一点Q处入射光场为

   E(Q,t)= U(Q)ejwt

   振幅和初相位都是Q点位置的函数。由于时间周期因子ep。对开孔上各点都一样,故可略去。因此,可用复振幅U(Q)代表开孔∑上的场强分布。设dS为Q点开孔的小面积元,入射场U(Q)在Q点dS上激发起次波场,其强度可以认为与Ⅳ( Q) dS成正比。这时,从dS上发出的球面次波在P点引起的振动为.

   dU(P):e-jK'K(臼)U(口)dS    (2-50)


   式中,r=QP是Q点到P点的距离;e-jK/r是从Q点发出的球面波传到P点时的变化;K(p)是倾斜因子,描写次波振幅随方向的改变,其中0是QP方向与入射波前法线问的夹角,称为衍射角。当正入射时.



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