"E:\大学物理\13光的衍射.ppt"

光的衍射是物理学中光学领域的一个重要概念，主要研究光线在遇到障碍物或通过孔径时偏离直线传播路径的现象。这一章主要介绍了光的衍射现象及其理论基础——惠更斯-菲涅耳原理。 惠更斯-菲涅耳原理是解释衍射现象的关键，由荷兰科学家惠更斯提出，并由法国科学家菲涅耳进一步发展和完善。该原理认为，波阵面上每个点都可以视为新的波源，发出子波，这些子波在空间中的相干叠加形成了衍射图案。其中，相干叠加是指具有相同或恒定相位差的波的合并，导致光强的变化，进而形成明暗交替的衍射条纹。 单缝夫朗和费衍射是衍射的一种类型，通常用于演示和分析衍射现象。实验装置通常包括一个光源、一个单缝和一个屏幕。当光线通过单缝后，会在屏幕上形成衍射图案，其中包括一个中央明亮的主极大和两侧的暗纹。衍射条纹的分布遵循一定的规律，比如，暗纹的位置可以通过计算缝宽、波长和观察角度来确定，其中缝宽与波长的比值决定了衍射图样的特征。 衍射光栅是一种特殊结构，由许多等间距的平行狭缝组成，可以产生复杂的衍射图案，常用于光谱分析。当光线照射到光栅上时，不同缝产生的衍射光会相互干涉，形成一系列明暗相间的谱线，这些谱线的位置与光的波长有关，因此可以用来识别光的成分。 光学仪器的分辨率是衡量其能够分辨两个邻近物体细节的能力。衍射对光学系统的分辨率有直接影响，因为衍射限制了可以区分的最小距离。根据瑞利判据，当两个点源的光强最大值之间的距离达到它们的波长的1.22倍时，光学系统理论上就无法区分这两个点。 X射线衍射是衍射技术在高能物理学和材料科学中的应用，用于研究物质的晶体结构。X射线的短波长使其能够探测到原子尺度的结构，因此在确定晶体的内部排列以及测定分子结构等方面具有重要作用。 这一章详细探讨了光的衍射现象，包括衍射的基本概念、惠更斯-菲涅耳原理、单缝衍射的实验观察和解析，以及衍射对光学仪器性能的影响，同时也简要提到了X射线衍射在科学研究中的应用。这些内容对于理解和应用衍射理论以及光学技术具有重要意义。