直边菲涅尔衍射原理
衍射:光线在传播过程中遇到障碍物时,会偏离原来的传播方向,进入障碍物的几何阴影区域。衍射现象的本质:无限多个相干光的叠加 光是有限个相干光的叠加 (1) 衍射现象的基本物理性质 光的衍射现象是相互作用引起的一种传播行为传播过程中(即当光遇到障碍物时)光和物质之间的关系。
。
特别是,在各向同性、均匀、线性稳定的介质中,当光束在前进的过程中遇到障碍物时,光波的波动面受到限制,因为波动面根据方向、传播的情况不断扭曲。
光能(或光能流)的路径和传播路径——即光的方向经历连续的弯曲。
其结果是光的传播大大偏离几何光学中的直线传播定律,导致光能(或光能流)即光进入几何阴影区域,产生一系列交替的光和光波后面的观察屏上,暗纹形成。
非均匀、稳定、空间周期性的光强度分布。
(2)衍射现象的物理性质可以作为新的小波源,从中发射出新的球面小波。
由于这些球面亚光波是由同一光源发出的同一光束的同一振动平面产生的,因此它们满足相干光条件。
因此,当它们在观察屏幕上相遇时,它们会连贯地重叠并形成亚光波。
干涉现象是无限小波干涉后的宏观表现,代表了光的衍射现象,因此衍射本质上是干涉,是一种特殊的干涉现象。
必须强调的是,虽然我们已经知道,在各向同性、均匀、稳定的线性介质中,光的传播路径和传播方向在遇到障碍物时不断弯曲,但离开障碍物的光的路径和传播方向始终是同样仍然接近线性传播。
因此,在实际计算中,我们仍然采用直接代入的方式进行必要的理论分析和处理。
由此产生的误差很小,可以忽略不计。
(3)衍射的分类是根据光源与空间中观察点的相对位置来分类的。
光的衍射现象可分为两类:远场衍射和近场衍射。
远场衍射是当光源和观察点处于无穷远或等效于无穷远时发生的一种衍射。
光的反射&折射&透射&衍射
当光传播到不同的物质时,它会改变介质中的传播方向并返回到原来的物质。这种现象称为光的反射,法线与光角度转动的方向相同:在光的反射中,光路发生转动。
类别:镜面反射(SpecularReflection):也称为正反射(RrgularReflection),它是镜面反射波。
反射光与入射光的表面法线具有相同的角度。
漫反射:当不均匀的平行光线照射到表面时,每束光线的反射方向会与各个方向光线的角度混淆,也称为朗伯反射。
定向反射:介于镜面反射和漫反射之间,也称为非朗伯反射。
当光从一种介质倾斜入射到另一种介质时,传播方向发生改变,导致光在中间介质处发生偏转。
特点:两种介质碰撞时会发生光的折射和光的反射,只不过反射光返回原来的介质,而折射光则进入另一种介质。
当光在两种不同材料中以不同速度传播时,传播方向在两种材料的交界处发生变化。
注意:在两种介质的边界处(但有时不是),不仅会发生折射,还会发生反射,例如在水或玻璃中,部分光会被反射回来,部分光会进入水或玻璃。
因为反射光线的速度与入射光线的速度相同,但折射光线的速度与入射光线的速度不同。
全内反射:光折射的一种特殊情况。
当光从密度较高(光密度)的介质传递到介质密度(光稀疏)并且入射角大于临界角时,只有光被反射。
并且没有折射光。
光纤用户正在应对这种现象。
光路可逆性:忽略干涉和衍射时,入射光和反射光的交替。
意思是在光路的末端,光向相反的方向发射,并且此光可以通过原来的路径返回到原来的光源。
当光线落在透明或半透明材料表面时,一部分被反射,一部分被吸收,一部分透过。
透射是入射光经折射后穿过物体的现象。
透射物体是透明或半透明物体,例如玻璃、滤色片等。
衍射,又称绕射,是指波在遇到障碍物时偏离原来的传播路径的一种物理现象。
在经典物理学中,波在穿过光束、孔或圆盘等障碍物后会发生不同程度的弯曲和扩散。
衍射也是波的一个特性。
这是当光穿过宽度等于其尺寸的开口或狭缝时发生的现象。
假设在光源和观察屏之间放置了障碍物,则观察屏上会出现亮区和暗区,这些区域的边界并不清晰,而且像明暗交替一样复杂。
这种现象称为光的衍射,当光遇到障碍物时就会发生这种现象。
衍射不仅使物体的几何阴影失去清晰的轮廓,而且会导致边缘出现一系列明暗交替的线条。
此外,当光波穿过不等折射率的介质时,或者当声波穿过不等声阻抗的介质时,也会发生类似的效应。
在一定条件下,不仅水波和光波可以产生肉眼可见的衍射现象,其他类型的电磁波(如X射线和无线电波)也可以产生衍射。
没有人能够清楚地定义干涉和衍射之间的区别可以 这只是使用术语的问题。
光不仅沿直线传播、折射和反射,而且还可以以第四种方式衍射。
衍射效应在日常生活中并不罕见。
肉眼可以观察到许多光衍射图案。
例如,在CD光盘的表面上,有一系列均匀且紧密排列的光轨,这些光轨起到了衍射光栅的作用。
如果以一定角度握住它们,您会在光盘上看到虹彩光。
利用上述现象的原理,可以制备许多产生有趣的衍射图案的衍射光栅。
衍射也是信用卡和其他应用中使用的全息术的基本技术之一。
关于光的衍射
类别:教育/科学 >> 科技 问题描述:就光衍射而言,假设有相当多相同大小的圆孔 (1) 等间隔排列(沿直线) (2)以不等间隔(沿直线)随机排列以接收入射的衍射平行光。这两种情况下的远场衍射图样有何特点? 并与一圆孔的夫琅和费衍射图进行比较。
PS:如果把所有的圆孔换成单槽的话,输出会有什么变化? 哪位知道的请帮我解答一下,谢谢! 分析:首先,根据夫琅和费远场衍射公式的理论分析和表达,屏幕上的衍射图案是由衍射因素和干涉因素共同作用产生的,干涉因素受到衍射的调制。
因素。
影响干涉系数的主要因素是周期性分布的小孔(或狭缝)之间的距离,影响衍射系数的主要因素是周期性分布的小孔(或狭缝)本身的孔径(或接缝的宽度) )。
)。
因此(先举个例子方便大家理解),例如对于一个光栅(由周期性间隔的狭缝组成),当我保持每个狭缝之间的间距不变时,那么当我将所有狭缝放置后它们都变成相同的圆孔或任何其他相同的形状,此时衍射系数发生变化。
虽然干涉系数保持不变,但屏幕上出现的条纹形状不会改变,只是位置会改变。
这种孔(或任何图案)的衍射系数可以根据弗劳恩霍夫单孔衍射公式计算。
。
使用它 通过调制原始干涉图案,可以获得屏幕上出现的图案。
现在让我们回答您的问题: 1)将它们等间隔放置(在一条直线上)。
现在你可以忽略它们并替换所有带狭缝的圆孔。
从之前的讨论我们知道这只会影响他们。
衍射系数和干涉系数保持不变,因此屏幕上应该有细条纹。
接下来我们将分析单个朗菲孔的衍射。
调制这些细条纹,在屏幕上产生衍射图案。
) (2) 以不等间隔随机排列它们。
我只能定性地分析这个问题。
您可以将它们划分为每个积分区间。
发现 可以通过去除干涉场并通过单孔衍射进行调制来获得。
应该说,和之前的图不同的只是光条纹的位置发生了变化,但形状却没有变化。
至于将所有圆孔改为单槽,已经讨论过,不再赘述。