夫琅禾費單縫衍射原理,雙縫衍射原理,並解釋缺級現象

時間 2021-08-30 10:43:47

1樓:

夫琅和費衍射使用惠更斯-菲涅耳原理,藉以把通過圓孔或狹縫的一波動分成多個向外的波動,使用透鏡來有目的地衍射光的觀測實驗一般被用作描述這個原理。當波動通過時,波動會被衍射分成兩個波動,之後以平行的角度各自行進,後面跟著進來的波動亦是如此,在觀測時把螢幕放在行進路線上來看成像條紋這個方法就用到這樣的原理。

當一遭到衍射的波動在最初衍射點的近場距離,在與其他波動平行下被觀測到時,我們會看到菲涅耳衍射,因為用圓孔與螢幕 間距離用菲涅耳數方程計算出的結果小於1,這方程可在觀測平行波的衍射程度時用到,方程需要的物理量為圓孔或縫隙的大小、波長以及離圓孔的距離。當距離或波長增加時,由於在圓孔或物件邊緣的波動開始變得像平面波,所以會產生夫琅和費衍射。

要做到夫琅和費狹縫衍射,可以使用兩塊透鏡及一片螢幕。使用點狀光源及準直透鏡可以做出平行光束,然後這光束會通過狹縫。狹縫後會有另一塊透鏡,把平行光束聚焦到螢幕上作觀測之用。

同樣的設定可用於多狹縫衍射,會造出不同的衍射條紋。

由於這種衍射數學上並不複雜,實驗設定可以很準確地找出入射單色光的波長

由於光柵衍射的明紋只能出現在單縫衍射的明紋區域內,且這些明紋是由縫與縫之間的干涉產生的,因此,光柵衍射的明紋只需討論縫與縫之間的干涉即可。

2樓:冰宮山小女妖

單縫衍射是依據某種規則把單逢分成多縫,再由多縫干涉求解的;

缺級現象是由於單縫衍射與多縫干涉共同作用,且在多縫干涉極大的地方恰好碰上單縫極小,所以發生缺級。

單縫衍射的原理是什麼?

3樓:殘垣峽谷

衍射是光偏離直線傳播,繞過障礙物進入陰影區域的現象。這源於光的電磁理論即光是一種電磁波,所以它有波的特性。單縫衍射是光照射狹縫,發射衍射形成明暗相間的條紋。

b是縫寬,θ是光線偏轉角度,λ是波長

總結和歸納夫琅和費單縫衍射的特點和規律

4樓:柒月黑瞳

單縫衍射障礙物為單狹縫,其長度比縫寬a要大得多,故可看作無窮長。由於在縫的長度方向對入射光沒有限制,在該方向上不發生衍射;在垂直於縫長方向對光有限制,將發生衍射。幕上p 點的強度i取決於衍射角為θ的衍射光在該點的相干疊加結果,圖中為其強度分佈曲線,i0 為中心點o的光強。

θ=0時,i=i0,強度達極大值,稱衍射主極大(或**極大)。當衍射角θ滿足sinθ=kλ/a(k=±1,±2,…,λ為波長)時,i=0,稱衍射極小。相鄰兩極小間有一次極大,其強度遠比**極大要小,**極大佔有入射能量的絕大部分。

當縫寬aλ時,所有次極大和極小均向中心點o靠攏,在極限情形下(a→∞ )縮成一點,此即幾何光學的結果。只有當縫寬a與波長λ可比擬時才能觀察到明顯的衍射現象。衍射極小(或極大)的位置和間距與波長有關,對不同波長的光,除**極大重合外,其他各級次極大均彼此分離,所以,用白光作為光源時將會得到彩色衍射圖樣。

圓孔的夫琅禾費衍射為用一個小孔來代替狹縫,當平行單色光垂直照射在圓孔上時,在透鏡上的焦平面就可以觀察到圓孔的夫琅禾費衍射花樣。中間是一較亮的圓斑,外圍是一組同心的明環和暗環,以第一暗環為邊界的**亮斑約佔整個入射光線光強的84%,我們把這個**亮斑叫做艾裡斑(airy disk).