菲涅耳半波带feinieer banbodai
将光的波阵面分成许多带形区域,使相邻带的对应点到观察点的光程差为λ/2,故名。又称为菲涅耳半周期带、菲涅耳波带或菲涅耳带。取菲涅耳半波带的目的是为解决衍射光强分布问题。球面波的半波带分法见图,S是单色点光源,它发出球面波,L是其波阵面;P0是观察点,OP=b,以P0为中心,分别以b+λ/2,b+2λ/2,b+3λ/2……为半径作球面,将波阵面分割成一系列的环形带。这些带中从相邻带的对应两点到P0点的光程差都是λ/2,位相差π,故相邻带在P0点产生的振动,其方向正好相反,这些带就叫做菲涅耳半波带。设它们在P0点产生的振幅分别为a1、a2、a3……ak,则在P0点的合振幅为
A(P0)=a1-a2+a3-a4……+(-1)k+1a (1)
末项是正或负,由K是奇或偶数而定。经简单计算可知,a1>a
2>a3……>a
k,且相邻带的振幅相差很小,于是式(1)可写为,
A(P0)=a1/2±ak/2 (2)
末项之正或负随K是奇、偶而定。由式(2)可说明许多有趣的衍射现象(参见菲涅耳圆孔衍射、菲涅耳圆屏衍射等)。例如,当波阵面被很小的圆孔遮挡、只露出一个菲涅耳半波带时,合振幅为a
1,光强I
1=a21。当整个波阵面不被遮挡而自由传播时,所有的半波带都露出,由于倾斜因子,使a
k=0,故合振幅A(P
0)=a
1/2,光强I=(a1/2)2=
I1/4,只有前者的1/4。由此可以想大增加。这就是波带片的设计原理。对于柱面波,也可以把波阵面分成菲涅耳半波带,此时半波带是直条形的(见菲涅耳直边衍射)。