《大学物理衍射例题》课件

《大学物理衍射例题》ppt课件•衍射现象简介•衍射的基本理论•衍射的例题解析•多重衍射与干涉目录•实验观察与模拟contentsCHAPTER01衍射现象简介衍射现象的定义衍射现象的原理当波遇到障碍物时，波会受到障碍衍射现象物的阻碍作用，使得波的传播方向发生变化，从而绕过障碍物继续传当波遇到障碍物或小孔时，会产播生绕过障碍物或从小孔中穿过的现象，从而使波的传播方向发生变化衍射现象的分类根据波的传播方向变化的情况，可以将衍射现象分为两类，一类是波的直线衍射，另一类是波的弯曲衍射衍射现象的分类直线衍射当波沿着直线传播时，遇到障碍物后，波的传播方向会发生改变，但仍沿着直线传播，这种衍射现象称为直线衍射例如，声波在遇到墙角时会产生直线衍射弯曲衍射当波在传播过程中遇到小孔或障碍物时，波会绕过障碍物或从小孔中穿过后继续传播，这种衍射现象称为弯曲衍射例如，太阳光通过树叶间的缝隙时会发生弯曲衍射衍射现象的应用光学仪器制造01在制造光学仪器时，如望远镜、显微镜等，需要利用衍射现象来提高仪器的成像质量和分辨率雷达技术02雷达通过发射电磁波并接收目标物体反射回来的电磁波来探测目标物体的位置和速度等信息在雷达技术中，衍射现象对于提高雷达的探测精度和分辨率具有重要作用声学研究03在声学研究中，衍射现象对于声波的传播和散射等研究具有重要的意义例如，在海洋声学研究中，通过研究声波在海洋中的传播和散射特性，可以了解海洋的物理特性和生态环境CHAPTER02衍射的基本理论惠更斯-菲涅尔原理惠更斯-菲涅尔原理是衍射现象的基本理论之一，它指出波在传播过程中遇到障碍物时，会绕过障碍物的边缘继续传播，形成衍射现象该原理可以解释波的衍射现象，包括光波、声波、电磁波等，是物理学中非常重要的原理之一衍射的定量分析衍射的定量分析是通过数学公式来描述波的衍射现象，包括衍射的强度、方向、相位等衍射的定量分析可以提供更加精确和深入的理解，有助于进一步研究衍射现象和应用衍射的边界条件衍射的边界条件是指波在传播过程中遇到边界时的条件，包括反射、折射等现象边界条件的确定对于理解波的传播和衍射现象非常重要，也是实际应用中需要考虑的重要因素CHAPTER03衍射的例题解析单缝衍射单缝衍射定义单缝衍射条纹特点当光通过一个狭窄的缝隙时，会在屏条纹是明暗相间的，且离中心越远，幕上形成明暗相间的条纹，这种现象条纹越暗称为单缝衍射单缝衍射公式$theta=frac{lambda f}{a}$，其中$theta$是衍射角，$lambda$是光的波长，$f$是透镜的焦距，$a$是缝隙的宽度双缝干涉与衍射双缝干涉定义当光通过两个相距较近的缝隙时，会在屏幕上形成明暗相间的干涉条纹，这种现象称为双缝干涉双缝干涉公式$Deltaphi=2kpi$，其中$Deltaphi$是两束光的光程差，$k$是干涉级数双缝干涉与衍射的区别双缝干涉是两束光波的叠加，而衍射则是光通过障碍物边缘时的传播行为圆孔衍射圆孔衍射定义圆孔衍射公式圆孔衍射条纹特点当光通过一个很小的圆孔时，会$theta=frac{lambda}{D}$，条纹离中心越远，条纹越细且越在屏幕上形成明暗相间的圆环，其中$theta$是衍射角，暗这种现象称为圆孔衍射$lambda$是光的波长，$D$是圆孔的直径CHAPTER04多重衍射与干涉多重缝干涉与衍射描述01当两束或多束相干光波在空间某一点相遇时，会形成干涉现象当光通过狭窄的缝隙时，会形成衍射现象公式02若两束光波的相位相同，则干涉相长；若相位相反，则干涉相消实例03杨氏双缝干涉实验，通过两束相干光在屏幕上形成的明暗交替条纹，验证了光的波动性质光栅衍射描述光栅是一种具有多个狭窄缝隙的结构，当光通过光栅时，会形成明显的衍射现象公式根据光栅方程，衍射角与光栅常数、入射波长和衍射级数有关实例太阳光通过光栅形成光谱，可以观察到不同波长的光形成的明暗交替条纹全息照相技术描述全息照相技术利用光的干涉和衍射原理，记录并再现物体的三维信息原理通过将物体发出的光波与参考光波干涉，将物体的相位信息编码在干涉图案中，然后利用特定波长的光进行再现，形成物体的三维图像应用全息照相技术广泛应用于光学测量、信息存储和三维显示等领域CHAPTER05实验观察与模拟实验设备与步骤实验设备单缝衍射装置、光源、测量尺、屏幕步骤

1.将光源、单缝衍射装置

2.打开光源，使光线投射和屏幕依次放置在同一直到单缝衍射装置上线上实验结果与解析结果在屏幕上观察到衍射条纹，测量得到衍射条纹间距解析根据光的波动理论，衍射现象是由于光波遇到障碍物时发生绕射而形成的单缝衍射实验中，光波遇到单缝时，在单缝的两侧形成新的波源，这些波源发出次波在屏幕上形成干涉条纹计算机模拟方法方法利用计算机模拟软件，模拟单缝衍射过程，并分析衍射条纹特征

011.建立数学模型，描述光波步骤传播和衍射过程

02033.运行模拟程序，观察模拟

2.利用计算机编程语言，编0405结果，并与实验结果进行对写模拟程序比分析THANKSFORWATCHING感谢您的观看。