内容正文:
第5章
光的干涉、衍射和偏振
第1讲 描述运动的基本概念
易混易错
03 光的衍射
第1讲 描述运动的基本概念
1.光产生明显衍射现象的条件
缝、孔的宽度或障碍物的尺寸足够小。
2.光是一种波
(1)光的衍射现象表明光是一种波。
衍射是波特有的现象,光能够离开直线路径绕到缝、孔或障碍物的阴影里,即光能发生衍射,表明光是
一种波。
(2)可见光的波长在400 nm到760 nm范围内,由发生明显衍射现象的条件可知,可见光的衍射现象不易
观察。
3.衍射条纹产生的实质
衍射条纹实质上是光波发生干涉的结果,即相干波叠加的结果。当光源发出的光照射到缝、孔或障碍
第1讲 描述运动的基本概念
物时,缝、孔处或障碍物的边缘处可看成许多点光源,这些点光源是相干光源,发出的光发生干涉,形成
明暗相间的条纹。
4.几种衍射现象的图样特征
(1)单缝衍射图样
①中央条纹亮而宽。
②两侧亮条纹具有对称性,亮条纹宽度逐渐变窄,亮度逐渐降低。
③波长一定时,单缝窄的中央亮条纹宽,各条纹间距大;单缝不变时,波长长的中央亮条纹宽,各条纹间距
大。
第1讲 描述运动的基本概念
④白光的单缝衍射条纹,中央为白色亮条纹,两侧为彩色条纹。两侧的彩色条纹靠近白色亮条纹的一侧
为紫色,另一侧呈红色。
(2)圆孔衍射图样(图甲)与圆盘衍射图样(图乙)
第1讲 描述运动的基本概念
关键提醒
我们平时说的“光沿直线传播”只是一种特殊情况。光在没有障碍物的均匀介质中是沿直线传播的,
在障碍物或狭缝的尺寸很大时,衍射现象不明显,也可以认为光是沿直线传播的。但是,在障碍物或狭
缝的尺寸足够小的时候,衍射现象十分明显,这时就不能说光沿直线传播了。
易混易错
圆盘衍射图样与圆孔衍射图样比较:
a.均有明暗相间的圆环,中心均有亮斑。
b.圆孔衍射图样的中心亮斑较大,而泊松亮斑较小。
第1讲 描述运动的基本概念
典例 如图所示的四种明暗相间的条纹分别是绿光、紫光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉
图样以及红光、黄光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮条纹)。四幅图中从左往
右排列,亮条纹的颜色依次是 ( )
A.紫红绿黄 B.绿黄紫红
C.紫黄绿红 D.绿红紫黄
B
第1讲 描述运动的基本概念
解析 双缝干涉的图样是明暗相间的条纹,所有亮条纹宽度相同且等间距,故从左向右第一个与第三个
是双缝干涉图样,根据双缝干涉条纹间距公式Δx= λ可知波长λ越大,Δx越大,故a对应绿光,c对应紫光。
单缝衍射条纹图样的中间条纹明亮且宽大,越向两侧亮条纹的宽度越小、亮度越低,而波长越大,中央
亮条纹越宽,故b是黄光的单缝衍射图样,而d是红光的单缝衍射图样。可知从左往右排列亮条纹的颜色
依次是绿、黄、紫、红,选项B正确,A、C、D错误。
点拨
双缝干涉图样的亮条纹是等宽的,相邻亮条纹间的距离也是相等的;而单缝衍射图样中,中央亮条纹最
宽,两侧的条纹变窄。
第1讲 描述运动的基本概念
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