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论证菲涅耳波带片除了具有主焦点外 还存在一系列次焦点.次焦点与主焦点的光强之比是多少?有人认

2022-08-12 03:16:26 问答库 阅读 193 次

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论证菲涅耳波带片除了具有主焦点外,还存在一系列次焦点.次焦点与主焦点的光强之比是多少?有人认为是1/9,1/25,…,你认为对吗?如果说次焦点的光强确实比主焦点弱,主要是什么因素造成的?

参考答案

原来波带片中每一个透光的半波带,相对于b=f/3处来说,变成为三个半波带,其中有两个分别为奇数和偶数的半波带.它们对场点的贡献相互抵消,有贡献的只是剩下的一个半波带.波带中透光部分所有有贡献的半波带在轴上场点处合成振幅的再叠加是同相叠加,因此形成亮点,即证明了b=f/3处为一个次焦点.同理可以证明,b=f/5,f/7,…处均为次焦点.
以上分析还表明,所有次焦点和主焦点一样,波带片中对场点有贡献的半波带的总数都是一样的.因此,比较次焦点和主焦点的强度,只需分析每一个半波带的贡献.根据惠更斯一菲涅耳原理,第k个半波带在场点的合成振幅
Ak∝f(θk)△∑k/rk
其中△∑k为第k个半波带的面积,rk为该半波带到场点的距离,f(θk)是倾斜因子.
可见△∑k/rk不但与k无关,而且与场点距离b也无关.简单地看,虽然半波带的面积减小为原来的1/3,但同时,它到场点的距离也缩短为原来的1/3.所以,如果忽略倾斜因子f(θk)的作用,次焦点和主焦点的强度是一样的!
倾斜因子f(θk)随场点距离b的减小而单调下降.因此,考虑倾斜因子的作用后,次焦点的强度随次焦距的减小而依次递减.当场点距离b太短时,f(θk)→0.由此可知,能观察到的次焦点不可能有无穷多个.

考点:主焦点,波带片