Chapter42 Diffraction

衍射

光在传播过程中遇到障碍物时，会绕过障碍物继续传播，这种现象称为光的衍射

菲涅尔衍射

菲涅耳衍射是指当光源和观察屏，或两者之一离障碍物（衍射屏）的距离为有限远时，所发生的衍射现象。

夫琅禾费衍射

夫琅禾费衍射指光源和观察屏离障碍物的距离均为无限远时，所发生的衍射现象。

惠更斯—菲涅耳原理

波传到的任何一点都是子波的波源，各子波在空间某点的相干叠加，就决定了该点波的强度。

\(E(P) = \int_S\)

单缝夫琅禾费衍射

这里有个quiz，就是如果斜着入射，怎么计算光程差？

对的，这里\(\delta = asin\theta\)，使用了费马原理等光程的trick。

所以我们看出,\(\theta = 0\)即\(\delta = 0\)的情况下出现的显然是亮条纹。

我们还关心的是，当\(\theta\)变化时，\(\delta\)怎么变化？这里我们有：

菲涅耳半波带法

然后利用了振幅矢量叠加法一系列实现，这里不表。

我们定义\(u = \frac{\pi}{\lambda}a\sin\theta\)，可以将振幅表示为： $$ |A_0| = |A_1N\frac{sinu}{u}| $$ 这表明光的强度分布与\(\frac{sinu}{u}\)的形式有关，被称为"sinc"函数。

波长变化对条纹的影响：

固定\(\lambda\)，变化\(a\)如下： + 当\(\frac{\lambda}{a}->1\)此时\(sin\theta_0->1\)，此时屏幕已经没有按条纹了。 + 当\(\frac{\lambda}{a}->0\)此时\(sin\theta_0->0\)，此时屏幕上只有中央亮条纹-》单缝的几何光学像。