明朗高中物理

光的衍射

单峰衍射

单峰宽度跟波长差不多或小于波长时:

假设用某种红光做实验,波长700纳米,缝宽小于2×700纳米。光屏上广泛的区域,都接收到光。由单峰正对的中心线,向两边有所减弱,不存在明暗相间。光扩展的范围非常宽,偏离直线传播非常显著。在这个意义上,我们说,单峰宽度跟波长差不多或小于波长时,光的衍射最明显。显然,宽度越小,光通量越小。因此,光强不很大的情况下,这种宽度下的衍射现象裸眼可能无法辨别,需要通过较长时间曝光照相,才能显示出来。现行课本没有论及这种宽度下的光的衍射现象,容易使一些读者产生疑惑。

单峰宽度几倍于或几十倍于波长时:

假设用红光做实验,缝宽等于700纳米的2~100倍。光屏上,出现明暗相间的条纹,中央条纹最亮,两边的条纹暗得多。缝宽增大时,条纹间隔减小。缝宽越大,越接近于直线传播所预料的现象。

单峰宽度大于波长的几百倍以上时:

光屏中央有亮纹,两边条纹几乎看不到。光,看上去直线传播。

单圆孔衍射

用圆孔取代窄缝,衍射条纹是同心圆,而不是平行直线。

与水波衍射对比

水波衍射实验,都是让单缝宽度小于波长。水波的频率低、波长大,这对裸眼观察有利。

理论上的判断是:如果让缝宽大于两倍波长,那么衍射后水波的波幅是强弱相间的,但裸眼不容易看出来,又无法利用长时间曝光照相来显示。

光的衍射在技术上有很强的应用,水波衍射只是演示波的性质而已。

diffraction-light.txt · Last modified: 2018/03/30 23:41 (external edit)