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夫琅禾費衍射

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夫琅禾費衍射
光源和觀察幕離障礙物(孔或屏)均為無窮遠的衍射現象。實驗裝置如圖,S為單色點光源,放置在透鏡L1的物方焦點處,所得平行光垂直入射到障礙物,藉助於透鏡L2將無窮遠處的衍射圖樣移至L2的像方焦面上觀察。
根據惠更斯-菲涅耳原理,單縫後面空間任一點P的光振動是單縫處波陣面上所有子波波源發出的子波傳到P點的振動的相干疊加。
單縫衍射障礙物為單狹縫,其長度比縫寬a要大得多,故可看作無窮長。由於在縫的長度方向對入射光沒有限制,在該方向上不發生衍射;在垂直於縫長方向對光有限制,將發生衍射。幕上P 點的強度I取決於衍射角為θ的衍射光在該點的相干疊加結果,圖中為其強度分佈曲線,I0 為中心點O的光強。θ=0時,I=I0,強度達極大值,稱衍射主極大(或中央極大)。當衍射角θ滿足sinθ=kλ/a(k=±1,±2,…,λ為波長)時,I=0,稱衍射極小。相鄰兩極小間有一次極大,其強度遠比中央極大要小,中央極大佔有入射能量的絕大部分。
當縫寬aλ時,所有次極大和極小均向中心點O靠攏,在極限情形下(a→∞ )縮成一點,此即幾何光學的結果。只有當縫寬a與波長λ可比擬時才能觀察到明顯的衍射現象。衍射極小(或極大)的位置和間距與波長有關,對不同波長的光,除中央極大重合外,其他各級次極大均彼此分離,所以,用白光作為光源時將會得到彩色衍射圖樣。
一級衍射條紋

  一級衍射條紋

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