衍射
- 衍射是扩散当波浪通过障碍物时
- 这种障碍通常是一个被称为孔径的窄缝
- 衍射的程度取决于与波的波长相比较的缝隙的宽度
- 当狭缝宽度接近时,衍射最为明显平等的到波长
衍射:当波通过一个狭窄的缝隙时,它们会扩散出去
- 衍射通常用波阵面表示,如上图中的垂直线所示
- 波在衍射时唯一改变的性质就是它振幅
- 这是因为当波通过缝隙衍射时,一些能量会被耗散
- 的衍射图样光的强度可以表示为一系列亮和暗的条纹,这些条纹显示了最大和最小强度的区域
- 如果发射蓝光的激光指向一个狭缝,而狭缝的宽度大于光的波长,它会像下面这样扩散:
蓝色激光通过单个狭缝衍射的强度模式
- 单缝衍射图的特点是:
- 具有高强度的中央极大值
- 次极大值等间隔,强度和宽度依次小于中心极大值的一半
- 如果将激光器替换为发射白光的非激光光源:
- 中心最大值是白色
- 所有的极大值都由a组成光谱
- 最短的波长(紫色/蓝色)会出现最近的到中心的最大值
- 波长最长的(红色)会出现最远的从中央极大值开始
- 条纹间距会变小,极大值会变宽
定性处理了中心衍射最大值宽度随波长和狭缝宽度的变化
单缝衍射
- 如上所述,当间隙大小近似等于或小于波的波长时,衍射的影响最为突出
- 随着间隙大小的增大,这种效应逐渐减弱,直到间隙比波长大得多的情况下,波不再扩散
间隙的大小(与波长相比)影响了衍射时波扩散的程度
- 如果将蓝色激光换成红色激光:
- 红光的波长较长,因此会发生衍射更多的
- 因此,强度条纹是更广泛的
红色激光的强度分布表现为波长较长的衍射大于波长较短的衍射
- 如果狭缝变得更窄:
- 强度会减少
- 条纹间距为更广泛的
工作的例子
当波在空气中传播时,哪种情况最能证明衍射?
一个。透过门柱的紫外线辐射
B。声波通过钢棒
C。无线电波在人类头发之间传输
D。x射线穿过晶体固体中的原子
答:D
- 当波长接近孔径大小时,衍射最为突出
- 紫外线的波长在4 × 10之间7- 1 × 108所以不会被门柱衍射
- 声波的波长是1.72 × 102- 17米不会被衍射光栅衍射
- 无线电波的波长是0.1 - 106M这样就不会被人的头发衍射
- x射线的波长是1 × 108- 4 × 10-13年M大约是晶体固体中原子之间的间隙
- 因此,正确的答案是D
考试技巧
当绘制衍射波时,注意保持波长(每个波前之间的距离)恒定。当衍射时,改变的只是波的振幅。