菲涅耳的波带法分析单缝衍射明暗纹的形成

考察衍射角为 的一束平行光,会聚于 点处。从 处做垂线 垂直于该光束,据透镜的等光程原理, 面上各点经透镜到达 处的光程差总等于零,则
、 两子波源发出的光线在 点的光程差 。将 用相距为 的平行于 的平面等分。这些平面又将单缝处的波阵面分为
、 两个波带
。这两个相邻波带的对应点(例 、 )在 点的光程差为 ,相位差为 。总的结果是任何两个相邻波带所发出的子波在 点的引起的光振动将完全相互抵消。相邻两波带在 点光振动相互抵消, 处为暗纹。所以 是半波长的偶数倍数时,单缝处的波阵面将被分成偶数个波带,因此波带作用将成对抵消, 为暗纹,即暗纹中心位置:
, 不能取零,因 时恰为中央明纹的中央位置。 |
考察衍射角 的一束平行光,会聚在 点。此时波阵面 可划分为三个波带:

相邻两个波带的衍射光相消,只剩下一个波带起作用, 点接近极亮。即波带为奇数时,相应点为亮纹中心。亮纹中心位置:
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需要指出的是,对于任意衍射角 ,波前 一般不能恰好被分成整数个波带,即 段的长度不一定等于 的整数倍,对应于这些角的衍射光束,经透镜聚焦后,在屏上形成介于最明与最暗之间的中间区域。 |