2 光学衍射实验系统基础知识2.1引言
光学实验是大学物理实验的重要组成部分。通过光学实验，我们可以了解光传播的很多性质，对理论知识的理解和掌握有很大的帮助。光学衍射实验是光学实验的一个重要组成部分。主要研究光受到阻挡后，绕过障碍物成像的各种性质。通过数据分析，我们可以得出结论，并应用到实际开发、研发当中，效果显著。
2.2光学衍射实验系统的组成
光学衍射实验系统由光源，衍射物及衍射观察屏（光屏）组成。见图2-1：
图2-1 单缝衍射原理图
图2-1为夫琅禾费衍射。由于夫琅禾费衍射需要成像于无穷远处，所以要加凸透镜，改变其相位，如果是菲涅耳衍射，则不用加凸透镜。
2.3实验原理
2.3.1惠更斯－菲涅尔原理
惠更斯提出，媒质上波阵面上的各点，都可以看成是发射子波的波源，其后任意时刻这些子波的包迹，就是该时刻新的波阵面。惠更斯－菲涅尔原理能定性地描述衍射现象中光的传播问题。菲涅尔充实了惠更斯原理，他提出波前上每个面元都可视为子波的波源，在空间某点P的振动是所有这些子波在该点产生的相干振动的叠加，称为惠更斯－菲涅尔原理。见下图2-2。
图2-2 衍射原理图 原文请加辣.文^论,文'网QQ324,9114
2.3.2夫琅禾费单缝衍射
所谓夫琅禾费衍射是指光源、衍射屏和观察屏三者之间都是相距无限远的情况。即相当于入射光和衍射光都是平行的情况。在单缝衍射实验中, 常采用与单缝平行的线光源, 此时 在观察屏上将得到一些与单缝平行的直线衍射条纹。实验原理如下图：论文网
http://www.751com.cn/2-3 夫琅禾费单缝衍射实验原理图
夫琅禾费单缝衍射的光强分布公式为 ，由单缝衍射光强分布公式可得单缝衍射因子为 。衍射级次越高，光强就越小。次最大的光强最大不到中央最大值的1/20，并且随着级数的增加而很快减小。
图2-4 光强与衍射级数的关系
单缝衍射图案，有以下特点：
(1)缝宽不波长大得多时，衍射不明显。(2)缝宽与波长差不多时，衍射较明显。(3)缝宽小于波长时，衍射更加明显。(4)、各级最大值的光强不相等，随着级数k的增大而减小。中央最大值的光强最大（主最大），次最大值远小于中央最大值。(5) 中央亮纹的角宽度是次最大角宽度的两倍。(6) 暗纹等间距；次最大不等间距。
2.3.3光栅衍射
衍射光栅是利用多缝衍射原理使光发生色散的光学元件，由大量相互平行、等宽、等间距的狭缝或刻痕所组成。由于光栅具有较大的色散率和较高的分辨本领，它已被广泛地装配在各种光谱仪器中。
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