单缝衍射为什么会出现明暗相间的条纹?

2024-11-26 20:42:12
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回答1:

光的衍射   定义:光波遇到障碍物以后会或多或少地偏离几何光学传播定律的现象。
  包括:单缝衍射、圆孔衍射、圆板衍射及泊松亮斑
  光在传播过程中,遇到障碍物或小孔(窄缝)时,它有离开直线路径绕道障碍物阴影里去的现象。这种现象叫光的衍射。衍射时产生的明暗条纹或光环,叫衍射图样[1]。
  产生衍射的条件是:由于光的波长很短,只有十分之几微米,通常物体都比它大得多,但是当光射向一个针孔、一条狭缝、一根细丝时,可以清楚地看到光的衍射。用单色光照射时效果好一些,如果用复色光,则看到的衍射图案是彩色的。
  光的衍射
  1.衍射现象
  光绕过障碍物偏离直线传播路径而进入阴影区里的现象,叫光的衍射。
  光的衍射和光的干涉一样证明了光具有波动性。
  2.光产生明显衍射的条件
  小孔或障碍物的尺寸比光波的波长小,或者跟波长差不多时,光才能发生明显的衍射现象。由于可见光波长范围为4×10-7m至7.7×10-7m之间,所以日常生活中很少见到明显的光的衍射现象。
  任何障碍物都可以使光发生衍射现象,但发生明显衍射现象的条件是“苛刻”的。
  当障碍物的尺寸远大于光波的波长时,光可看成沿直线传播。注意,光的直线传播只是一种近似的规律,当光的波长比孔或障碍物小得多时,光可看成沿直线传播;在孔或障碍物可以跟波长相比,甚至比波长还要小时,衍射就十分明显。
  3.衍射的种类:
  (1)狭缝衍射
  让激光发出的单色光照射到狭缝上,当狭缝由很宽逐渐减小,在光屏上出现的现象怎样?
  当狭缝很宽时,缝的宽度远远大于光的波长,衍射现象极不明显,光沿直线传播,在屏上产生一条跟缝宽度相当的亮线;但当缝的宽度调到很窄,可以跟光波相比拟时,光通过缝后就明显偏离了直线传播方向,照射到屏上相当宽的地方,并且出现了明暗相间的衍射条纹,纹缝越小,衍射范围越大,衍射条纹越宽,。但亮度越来越暗。
  试验:可以用游标卡尺调整到肉眼可辨认的最小距离,再通过此缝看光源
  (2)小孔衍射
  当孔半径较大时,光沿直线传播,在屏上得到一个按直线传播计算出来一样大小的亮光圆斑;减小孔的半径,屏上将出现按直线传播计算出来的倒立的光源的像,即小孔成像;继续减小孔的半径,屏上将出现明暗相间的圆形衍射光环。