教學目標了解光的衍射現象了解惠更斯-菲涅爾原理會測量光的波長知識要求光的衍射惠更斯-菲涅爾原理半波帶法能力要求了解光的衍射現象會用衍射的方法測量光的波長素質要求獨立學習、獨立思考發現和總結實驗現象及規律團隊合作愛護實驗儀器一、光的衍射現象當光通過較寬的狹縫時，在屏幕上映出單縫像，呈現為一寬帶。這時可認為光是沿直線傳播的。如果縮小單縫的寬度，當縫寬小到可以與波長相比擬(10-4m數量級以下)時，在屏幕上出現的亮帶雖然亮度降低，但寬度反而增大，甚至有一小部分光偏折到亮帶的兩側，呈現明暗相間的條紋。這種現象稱為光的衍射。單縫衍射*二、惠更斯—菲涅爾原理P

波前上每個點都可視為子波波源，空間中任一點的振動，是所有這些子波波源發出的子波在該點的相干疊加。這個發展了的惠更斯原理稱為惠更斯-菲涅耳原理。三、菲涅爾衍射和夫瑯禾費衍射在實驗中實現夫瑯禾費衍射夫瑯禾費衍射光源、屏與縫相距無限遠縫菲涅爾衍射縫光源、屏與縫相距有限遠夫瑯禾費單縫衍射衍射角（衍射角：向上為正，向下為負）菲涅爾波帶法一、單縫衍射的實驗裝置

SL1L2E（衍射角：向上為正，向下為負）O點出現平行于單縫的明條紋，稱為中央明紋。衍射角中央明紋1.半波帶法設AC恰好等于單色光半波長的整數倍，即

(k=1,2，…)

作彼此相距的平行于BC的平面，把AC分成K等分，同時這些平面把單縫上的波面AB切割成k個波帶。這些波帶稱為菲涅耳半周期帶。每個波帶上、下邊沿發出的兩子波光線聚焦于P點時，它們的光程差恰好為半個波長。特點縫長1）k=2時，單縫被分成兩個半周期帶

AA1與A1B對應點子波光程差恒為。即到達P點的相位差為，因而對應點子波的光強完全抵消。暗紋2）k=3時，單縫被分成三個半周期帶

AA1與A1A2兩個半周期帶相互抵消，留下一半周期帶A2B的光未被抵消，于是P點處出現亮紋。亮紋

個半周期帶中央明紋中心1）2）

單縫正好分為偶數個半周期帶，則所有半周帶發出的光成對地抵消，P點處出現暗紋。個半周期帶3）

單縫正好分為奇數個半周期帶，則必然留下一半周期帶的光未被抵消，于是P點處出現亮紋。結論2.光強分布干涉相消（暗紋）干涉加強（明紋）（1）第一暗紋距中心的距離第一暗紋的衍射角討論（1）第一暗紋距中心的距離討論（2）中央明紋的寬度（3）其它各級明紋的寬度除中央明紋外，其它明紋的寬度相等，中央明紋的寬度為其它明紋寬度的兩倍。結論單縫寬度變化，中央明紋寬度如何變化？越小，越大，衍射效應越明顯。教學目標了解光柵衍射了解分光計的結構會用分光計測量光的波長知識要求光柵衍射光譜各半法光柵公式能力要求認識光柵衍射了解分光計的結構會用分光計測量光的波長素質要求獨立學習、獨立思考發現和總結實驗現象及規律團隊合作愛護實驗儀器一、光柵

由許多平行等距的相同的單縫構成的光學元件稱為衍射光柵。衍射角光柵常數：：透光部分的寬度：不透光部分的寬度光柵常數衍射角二、光柵的衍射條紋

衍射角為的兩相鄰光束的光程差為

光柵的衍射條紋是衍射和干涉的總效果當此光程差等于入射波長的整數倍時，任意兩狹縫發出的沿衍射角為的光的光程差也等于入射光波長的整數倍，所以它們經過透鏡L會聚后，在P點相互加強，形成明紋。光柵方程條紋最高級數光強分布討論三、衍射光譜入射光為白光時，不同，不同，按波長分開形成光譜。一級光譜（k=1）二級光譜(k=2)三級光譜(k=3)一級光譜（k=－1）二級光譜(k=－2)三級光譜(k＝－3)Ｋ=0(白色)教學目標了解光學儀器的分辨本領會計算人眼分辨極限知識要求愛里斑瑞利判據人眼最小分辨角能力要求認識光學儀器的分辨本領會人眼最小分辨角素質要求獨立學習、獨立思考發現和總結實驗現象及規律團隊合作愛護實驗儀器

按照波動光學的觀點，透鏡相當于一個圓孔，由于衍射的存在，一個物點通過透鏡所成的像，不是一個幾何點像，而是一個有一定大小的愛里斑。

大多數光學儀器所用透鏡的邊緣都是圓形，圓孔的夫瑯和費衍射對成象質量有直接影響。一一對應幾何光學:

物點像點一一對應波動光學:物點像斑一、光學儀器的分辨本領光學儀器對點物成像，是一個有一定大小的愛里斑。兩個物點通過透鏡所成的像，就是兩個愛里斑。瑞利給出恰可分辨兩個物點的判據。

若兩物點距離很近，對應的兩個愛里斑可能部分重疊而不易分辨。S1S2光學儀器對點物成像，是一個有一定大小的愛里斑。1、瑞利判據

對于兩個強度相等的不相干的點光源(物點)，一個點光源的衍射圖樣的主極大剛好和另一點光源衍射圖樣的第一極小相重合，這時兩個點光源（或物點）恰為這一光學儀器所分辨。**2、光學儀器的分辨本領（兩光點剛好能分辨）光學儀器的通光孔徑滿足瑞利判據的兩物點間的距離，就是光學儀器所能分辨的最小距離。此時，兩個物點對透鏡中心所張的角，稱為最小分辨角。光學儀器分辨率光學儀器的最小分辨角越小，分辨率就越高。提高光學儀器分辨本領的兩條基本途徑是加大成像系統的通光孔徑采用較短的工作波長

對望遠鏡，不變，盡量增大透鏡孔徑D，以提高分辨率。一般天文望遠鏡的口徑都很大，世界上最大的天文望遠鏡在智利，直徑16米，由4片透鏡組成。

對顯微鏡，主要通過減小波長來提高分辨率。電子顯微鏡用加速的電子束代替光束，其波長約0.1nm，用它來觀察分子結構。榮獲1986年諾貝爾物理學獎的掃描隧道顯微鏡最小分辨距離已達0.01?（0.1nm），能觀察到單個原子的運動圖像。

提高光學儀器分辨本領的兩條基本途徑：1990年發射的哈勃太空望遠鏡的凹面物鏡的直徑為2.4m，最小分辨角是，在大氣層外615km高空繞地運行,可觀察130億光年遠的太空深處,發現了500億個星系。解（1）（2）例1：設人眼在正常照度下的瞳孔直徑約為3mm，而在可見光中，人眼最敏感的波長為550nm，問：

（1）人眼的最小分辨角有多大？

（2）若物體放在距人眼25cm（明視距離）處，則兩物點間距為多大時才能被分辨？教學目標了解圓孔夫瑯禾費衍射了解光學儀器的分辨本領知識要求圓孔夫瑯禾費衍射愛里斑能力要求認識光學儀器的分辨本領會人眼最小分辨角素質要求獨立學習、獨立思考發現