北京理工大学819物理光学考研课件3教程.ppt

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1、12n 第四章第四章 光的衍射光的衍射34.3 4.3 单孔的夫琅和费衍射单孔的夫琅和费衍射4.3.3 4.3.3 圆孔的夫琅和费衍射圆孔的夫琅和费衍射4.3.4 4.3.4 光学成像系统的分辨本领光学成像系统的分辨本领4.3.5 4.3.5 特殊物体的夫琅和费衍射特殊物体的夫琅和费衍射4.3.6 4.3.6 夫琅和费衍射图形的性质夫琅和费衍射图形的性质44.3.3 4.3.3 圆孔的夫琅和费衍射圆孔的夫琅和费衍射理硕教育专注于北理工考研辅导n本资料由理硕教育整理，理硕教育是全国本资料由理硕教育整理，理硕教育是全国唯一专注于北理工考研辅导的学校，相对唯一专注于北理工考研辅导的学校，相对于其它机

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3、mall and large circular aperturesSmall apertureLarge apertureRecall the Scale Theorem!11 例一：眼睛瞳孔的爱里斑估算例一：眼睛瞳孔的爱里斑估算12 例二：例二：He-NeHe-Ne激光器光束的衍射发散角激光器光束的衍射发散角13 例题三例题三14151617 第二讲小结184.3.44.3.4光学成像系统的分辨本领光学成像系统的分辨本领1920瑞利判据成立的条件：瑞利判据成立的条件：1 1 两个等强度的点，两个等强度的点，2 2 针对非相干成像系统。针对非相干成像系统。斯派罗判据斯派罗判据。211 1、望远

4、镜的分辨本领、望远镜的分辨本领22哈勃太空望远镜哈勃太空望远镜长度长度13.3m13.3m，主镜，主镜直径直径4.3m4.3m，清晰度，清晰度超过地面天文望远超过地面天文望远镜镜1010倍。倍。“新哈勃新哈勃”主镜直径达主镜直径达7.5m7.5m，观测范围比老哈，观测范围比老哈勃大勃大4 4倍。倍。2324注意避免过放大或放大不足！注意避免过放大或放大不足！25262 2、照相物镜分辨本领、照相物镜分辨本领数码相数码相机德象机德象素数与素数与分辨本分辨本领有何领有何关系？关系？273、显微镜分辨本领、显微镜分辨本领282930电子显微镜电子显微镜314 4、棱镜分光仪分辨本领、棱镜分光仪分辨本

5、领3233 小结小结34 环形孔径技术环形孔径技术35图示画出了圆形图示画出了圆形光瞳和高斯光瞳光瞳和高斯光瞳的系统点扩散函的系统点扩散函数的曲线。应用数的曲线。应用高斯光瞳虽然实高斯光瞳虽然实 现了现了“切趾切趾”，但付出的代价是但付出的代价是中央亮斑宽度增中央亮斑宽度增大，系统分辨率大，系统分辨率降低降低。363738例四例四 望远镜的有效放大率望远镜的有效放大率39例五例五 显微镜的有效放大率显微镜的有效放大率404.3.5 4.3.5 特殊物体的衍射特殊物体的衍射41衍射孔径的分解衍射孔径的分解4243应用互补屏原理可以应用互补屏原理可以证明，无论是证明，无论是园屏的园屏的夫琅和费衍射

6、，还是夫琅和费衍射，还是园屏的园屏的菲涅耳衍射，菲涅耳衍射，在观察平面中心都会在观察平面中心都会出现一个亮点，称为出现一个亮点，称为泊松亮点，或者阿喇泊松亮点，或者阿喇果亮斑。对此，将在果亮斑。对此，将在菲涅耳衍射一节介绍菲涅耳衍射一节介绍442 2随机颗粒的夫朗和费衍射随机颗粒的夫朗和费衍射4546Randomly placed identical holes yield a diffraction pattern whose gross features reveal the shape of the holes.Hole Diffractionpattern pattern Square

7、 holesRound holes47Moon coronas are due to diffraction.When the moon looks a bit hazy,youre seeing a“corona.”Its a diffraction effect.483 3直边夫琅和费衍射直边夫琅和费衍射494 4位相物体的夫琅和费衍射位相物体的夫琅和费衍射 50514.3.6 4.3.6 夫琅和费衍射图形的性质夫琅和费衍射图形的性质5253542 2、光波受限制程度与衍射图形的关系、光波受限制程度与衍射图形的关系55反比定律的物理意义反比定律的物理意义56573 3、光源与衍射图形的关系

8、、光源与衍射图形的关系Intensity单缝衍射光强分布计算单缝衍射光强分布计算 模拟结果模拟结果58白光单缝衍射白光单缝衍射 红光单缝衍射红光单缝衍射 59作业作业n1.习题4.9n2.习题4.11n3.习题4.1260n1.1.如何提高光学系统的分辨本领？如何提高光学系统的分辨本领？n2.2.假如人眼的敏感波段不在假如人眼的敏感波段不在0.50.5微米左右微米左右,而是在而是在10.810.8微米附近的红外波段微米附近的红外波段,而瞳孔直径仍然在而瞳孔直径仍然在4 4毫米毫米左右左右,试描述这种红外眼观察到的外部世界的形象试描述这种红外眼观察到的外部世界的形象n3.3.人体线度是米的数量级人体线度是米的数量级,与可听声波波长相当。与可听声波波长相当。假如人耳可听声波波长移至毫米波段，外部世界给假如人耳可听声波波长移至毫米波段，外部世界给予我们的听觉形象如何？予我们的听觉形象如何？n4 4。蝙蝠是利用超声波来探测物体的。它们为何不使。蝙蝠是利用超声波来探测物体的。它们为何不使用对人类可听的声波？用对人类可听的声波？思思 考考 题题61Thank youThank you