第一节
惠更斯 — 菲涅耳原理
一, 光的衍射现象
1,现象
衍射屏
观察屏
2,衍射
光在传播过程中绕过障碍物的边缘而偏离直线传播的现象
衍射现象是否明显取决于 障碍物 线度与波长的对比，波长
越大,障碍物 越小，衍射越明显。
?
说明
光源
(剃须刀边缘衍射 )
(近场衍射 )
1,菲涅耳衍射
二, 光的衍射分类 O P
0P
S
光源 O,观察屏 E (或二者之一 ) 到衍射屏 S 的距离为有限
的衍射，如 图 所示。
E
( 菲涅耳衍射 )
(远场衍射 )2,夫琅禾费衍射
无 限远光源 无限远相遇S
光源 O,观察屏 E 到衍射屏 S 的距离均为无穷远的衍
射，如 图 所示。
( 夫琅禾费衍射 )
结论,几何光学是波动光学的近似
三, 惠更斯 — 菲涅耳原理
同一波前上的各点发出的都是相干次波 。
设初相为零,面积为 s 的波面 Q, 其
上 面 元 ds在 P点引起的振动为
)π2 c o s ()d(d )( λ rtωr skE p ?? ?
各次波在空间某点的相干叠加，就决定了该点波的强度。
1,原理内容
2,原理数学表达
s
sd ? n
?
r? P ?
)π2 c o s ()d()(d )( λ rtωr skQFE p ?? ?
Q
取决于波面上 ds处的波强度,)(QF 为倾斜因子,)(?k
?
?
P 处波的强度 2 )(0 pp EI ?
1,0 m a x ??? kk?
)(c o s )()(0 pp tωE ??? srtωr kQFE sp d) π2c o s ()()()( ????? ?? ??
0,2π ?? k?
??
)(?k
?2π
说明
(1) 对于一般衍射问题，用积分计算相当复杂，实际中常用
半波带法和振幅矢量法分析。
(2) 惠更斯 — 菲涅耳原理在惠更斯原理的基础上给出了次
波源在传播过程中的振幅变化及位相关系。
0
1?)(?k
A.J.菲涅耳
惠更斯 — 菲涅耳原理
一, 光的衍射现象
1,现象
衍射屏
观察屏
2,衍射
光在传播过程中绕过障碍物的边缘而偏离直线传播的现象
衍射现象是否明显取决于 障碍物 线度与波长的对比，波长
越大,障碍物 越小，衍射越明显。
?
说明
光源
(剃须刀边缘衍射 )
(近场衍射 )
1,菲涅耳衍射
二, 光的衍射分类 O P
0P
S
光源 O,观察屏 E (或二者之一 ) 到衍射屏 S 的距离为有限
的衍射，如 图 所示。
E
( 菲涅耳衍射 )
(远场衍射 )2,夫琅禾费衍射
无 限远光源 无限远相遇S
光源 O,观察屏 E 到衍射屏 S 的距离均为无穷远的衍
射，如 图 所示。
( 夫琅禾费衍射 )
结论,几何光学是波动光学的近似
三, 惠更斯 — 菲涅耳原理
同一波前上的各点发出的都是相干次波 。
设初相为零,面积为 s 的波面 Q, 其
上 面 元 ds在 P点引起的振动为
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各次波在空间某点的相干叠加，就决定了该点波的强度。
1,原理内容
2,原理数学表达
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Q
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说明
(1) 对于一般衍射问题，用积分计算相当复杂，实际中常用
半波带法和振幅矢量法分析。
(2) 惠更斯 — 菲涅耳原理在惠更斯原理的基础上给出了次
波源在传播过程中的振幅变化及位相关系。
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A.J.菲涅耳
