为什么透镜的后焦面的衍射是夫琅和费衍射

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  李良璞 2012-12-10 00:00:00

  夫朗和费衍射要求衍射屏在无穷远，平行光在屏上汇聚。通过透镜可以使平行光在焦平面上汇聚。

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  和平年代201211 2017-11-25 00:00:00

  这个问题我以前思考过，我认为很好的理解他必须把几何光学与物理光学进行很好的结合 首先你要理解，光传播的惠更斯-菲涅尔原理（但并不wan美），核心思想是“波前外任一点的光振动是波前上所有 子波相干叠加 的结果”，基尔霍夫解决了惠更斯-菲涅尔原理中存在的 不足 创立了基尔霍夫衍射理论，处理光学工程中绝大多数衍射问题则由基尔霍夫衍射理论来，菲涅尔衍射理论和夫琅禾费衍射理论都是基尔霍夫衍射理论的近似处理 上面说的就是要LZ接受一个子波相干叠加的思想，而这一点在处理夫琅禾费衍射中也极为重要，衍射中的干涉啊，事实上数学表达式中就是这样的，见《物理光学》梁铨廷，第三版175~176页，如果LZ理解了子波干涉这个东西，再想想等倾干涉（如迈克耳孙干涉、F-P干涉仪），后面都加了一个透镜，为何呢，因为干涉必须满足相干条件（同频、恒相位差、振动方向相同等），而只有那些具有一个方向的光束才满足，但他们是平行光啊，他们必须在无穷远才能干涉（也有具体的理论，可以看书），而透镜（不考虑像差）的作用则是在不改变光束性质的情况下使他们会聚到一点，这样他们就能发生干涉现象，而这个透镜一般都比光束大很多，因此可以不必考虑由于透镜的衍射作用。 不知道LZ理解上面的没有，建议看看上面提到的那本书的，关于夫琅禾费衍射175图5.9作者演示的完全就像多光束干涉（其实就是子波要朝一个方向发射才能干涉增强或减弱的），当然176页对公式的说明说明这样理解是正确的。 //夫琅和费衍射是一种近似，要求矩孔到屏的距离远大于矩孔的尺寸，这就相当于屏在无穷远，不是说所有满足这一近似条件的才能称之为夫琅和费衍射吗，那么为什么透镜的后焦面满足此条件呢// LZ可以想象这种情形，我们将透镜的两个曲面的曲率半径慢慢变大，透镜的焦距将变大，这时透镜的后焦面将慢慢远离透镜，当透镜的曲率半径增加到无穷大，这时焦距也变成了无穷大，这时透镜就变成了一个平面镜的，这样夫琅禾费衍射仍然要在无穷远才能看见，说到底这是透镜的性质决定的，透镜能够转折光线，将平行光线会聚到焦面上。 还有LZ可以想想这个问题，用平行光直接照射透镜，焦面上可以看到夫琅禾费衍射像点，像点的大小则由透镜的大小决定而不是由光束的尺寸决定，为什么呢，其实光束的波前是覆盖整个透镜的..... 花了很多时间哎，真希望对LZ的理解有点点帮助......

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