高二物理,為什麼光的衍射的影象是明暗相間的

時間 2021-09-17 03:48:11

1樓:匿名使用者

哥們,我看見你問了兩個衍射的問題了,給你一併回答一下吧~~~

是這樣,我是光學專業的研究生,如果你們是高中講的話,應該是單縫衍射或者是矩孔衍射吧(光通過一個窄縫形成的衍射,或者一個方形的孔產生的衍射),如果我猜錯了你可以再問,我先按我猜的給你講

總的來說衍射效應是基於惠更斯—菲涅耳原理提出的,理論上任何一種衍射屏(就是產生衍射用的遮擋物,你們應該用的是一個縫吧)所產生的衍射影象都是可以通過惠更斯—菲涅耳曲面積分算出來的,但是這個積分太複雜了,所以一般學習時都會用單縫等簡單的例子來教,而且後來也有菲涅耳衍射或者夫朗和費衍射等等簡化版的情況,有點複雜,就不廢話多說了,反正高考也不考

關於單縫衍射而言(矩孔一樣),是有公式可以算出衍射圖樣的,光強分佈公式為i=a[sin(t)/t]^2,

由公式看出他是一排一排的亮暗相間的條紋,條紋光強最暗的地方滿足公式a*sin(x)=n*r(其中n不等於0),其中a是縫寬,x是衍射角,n是級次(你會看到若干個暗條紋,他們的位置不同是因為公式中他們的n不同),r是光波的波長。對上述公式兩邊求微分可以計算出條紋間隔e=r*f/a,其中r是波長,f是衍射屏到接收屏的距離,a是縫寬,可以看出每間隔e長度,就會出現一個光強最弱的位置,形成了由亮轉弱再轉亮再轉弱的形式,其中每兩個弱光強(暗條紋)的間隔是e

至於為什麼中間亮紋最寬,是這樣的,還是拿上面的那個最小值公式來說,當n=1時會得到+1級的暗紋位置,當n=-1時得到-1級的暗紋,這兩個暗條紋之間就是**的亮條紋,而在其他位置,假設當n=2時得到一個暗紋,當n=3時又會得到一個暗紋,兩個位置之間是亮條紋。。自習看n的變化不難發現,中間的亮條紋相當於其他亮條紋寬度的2倍

說的有點亂,可能你也看不太明白,確實你現在可能不需要了解那麼細,而且他是由一個複雜積分算出來的衍射圖樣,確實也不好講解,上面全是手打,怪累的,望採納,盡力講了不懂再問吧

2樓:匿名使用者

光有波動性,當光波疊加的時候,不管是因為衍射還是干涉,波的增強區和減弱區……就會明暗相間了

定義:光繞過障礙物繼續向前傳播的現象。

包括:單縫衍射、圓孔衍射、圓板衍射及泊松亮斑

光在傳播過程中,遇到障礙物或小孔(窄縫)時,它有離開直線路徑繞道障礙物陰影裡去的現象。這種現象叫光的衍射。衍射時產生的明暗條紋或光環,叫衍射圖樣。

產生衍射的條件是:由於光的波長很短,只有十分之幾微米,通常物體都比它大得多,但是當光射向一個針孔、一條狹縫、一根細絲時,可以清楚地看到光的衍射。用單色光照射時效果好一些,如果用複色光,則看到的衍射圖案是彩色的。

光的衍射

1.衍射現象

光繞過障礙物偏離直線傳播路徑而進入陰影區裡的現象,叫光的衍射。

光的衍射和光的干涉一樣證明了光具有波動性。

2.光產生明顯衍射的條件

小孔或障礙物的尺寸比光波的波長小,或者跟波長差不多時,光才能發生明顯的衍射現象。由於可見光波長範圍為4×10-7m至7.7×10-7m之間,所以日常生活中很少見到明顯的光的衍射現象。

任何障礙物都可以使光發生衍射現象,但發生明顯衍射現象的條件是“苛刻”的。

當障礙物的尺寸遠大於光波的波長時,光可看成沿直線傳播。注意,光的直線傳播只是一種近似的規律,當光的波長比孔或障礙物小得多時,光可看成沿直線傳播;在孔或障礙物可以跟波長相比,甚至比波長還要小時,衍射就十分明顯。

3.衍射的種類:

(1)狹縫衍射

讓鐳射發出的單色光照射到狹縫上,當狹縫由很寬逐漸減小,在光屏上出現的現象怎樣?

當狹縫很寬時,縫的寬度遠遠大於光的波長,衍射現象極不明顯,光沿直線傳播,在屏上產生一條跟縫寬度相當的亮線;但當縫的寬度調到很窄,可以跟光波相比擬時,光通過縫後就明顯偏離了直線傳播方向,照射到屏上相當寬的地方,並且出現了明暗相間的衍射條紋,紋縫越小,衍射範圍越大,衍射條紋越寬,。但亮度越來越暗。

試驗:可以用遊標卡尺調整到肉眼可辨認的最小距離,再通過此縫看光源

(2)小孔衍射

當孔半徑較大時,光沿直線傳播,在屏上得到一個按直線傳播計算出來一樣大小的亮光圓斑;減小孔的半徑,屏上將出現按直線傳播計算出來的倒立的光源的像,即小孔成像;繼續減小孔的半徑,屏上將出現明暗相間的圓形衍射光環

為什麼光的衍射條紋是明暗相間的?

3樓:匿名使用者

衍射和干涉的基本物理原理是一樣的。干涉是兩個相干波在不同的位置的疊加或相消;衍射可以看成是同一波源的相干子波源之間的干涉行為,也會出現明暗相間的條紋。

4樓:翎_殤

光的干涉造成了明暗相間咯,相隔波長整數倍是加強,明,半波長奇數倍減弱,暗

為什麼光的衍射條紋是明暗相間的

5樓:匿名使用者

第一,這是自然現象,發生了就發生了;

我們能作的是估計明暗條紋之間的距離,明條紋的亮度(photometry),並且加以數學處理,解釋,**。也是就說,建立理論。

歷史上,法國光學工人fresnel親自設計,操做實驗,成功指出:newton的理論,不足以解釋衍射實驗結果。並且基於波動理論,huygens原理,干涉原理,給出了與實驗相符fresnel衍射公式。

具體來說,光的特點並不是全部都是正的,一切都在正相關的疊加,而是滿足正負都可的波動,從而波的正峰負峰疊加給出了暗條紋,正峰正峰疊加給出了暗條紋。

具體參見fresnel2023年的英文版,或某外文光學教程。

6樓:匿名使用者

條紋,都是明暗相間的。

為什麼衍射條紋是明暗相間的?

7樓:

“ 沒有人能夠令人滿意地定義干涉和衍射的區別。這只是術語用途的問題,其實二者在物理上並沒有什麼特別的、重要的區別。 ”

他還提到,如果只有少數的波源(例如兩個的時候),我們稱這現象為“干涉”,例如我們稱楊氏雙縫實驗實驗中雙縫所產生的兩束光源產生了干涉現象。而當大量波源存在時,對應的過程被稱作是“衍射”。在實際情況中,衍射和干涉往往是同時出現的。

有文獻這樣總結:干涉是有限多個波束“相加”的結果,而衍射則是無限多個波束“積分”的結果。

8樓:匿名使用者

因為,波峰和波谷之間相加則強,想減則弱啊。

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