- 光的衍射光强分布
光的衍射光强分布主要有以下几种:
1. 菲涅耳衍射:在短波长处,光以直线传播为主,形成明、暗交替的条纹。
2. 瑞利-索末菲衍射(零级衍射) :在中央明纹的两侧出现一系列交替的明、暗纹。
3. 米氏(Mie)衍射(零级衍射):在中央明纹两侧出现一组与中央明纹成45度角且对称于X轴的第二级暗纹。
此外,在考虑多重衍射时,光强分布将更加复杂,包括更高级别的暗纹和亮纹。这些衍射光强分布取决于光源、波长、孔径大小和形状等因素。
相关例题:
题目:考虑一个平行于玻璃板放置的单缝,光线通过单缝后射向一个光屏。假设光线是均匀的,并且光强与光的波长成正比。
1. 画出光强分布的示意图,并解释每个区域的光强是如何与波长相关的。
解答:
(1) 中央亮区:光强最大,因为波长最短,衍射效应最强。根据瑞利判据,中央亮区宽度与波长成正比。
(2) 暗纹:在单缝后面放置一个挡板,中央亮区两侧出现一系列暗纹。这是因为衍射波在中央亮区两侧相互抵消的结果。暗纹的强度与波长的四次方成反比。
(3) 亮纹:在单缝后面放置一个透镜,中央亮区两侧出现一系列明亮的区域,称为衍射环。这是因为透镜将中央亮区的衍射波聚焦到这些区域的结果。明纹的强度与波长的平方成正比。
解释:中央亮区的宽度与波长成正比,因此波长越短,中央亮区越宽,光强越大。暗纹的出现是因为衍射波在中央亮区两侧相互抵消的结果,因此暗纹处的光强最小。明纹的出现是因为透镜将中央亮区的衍射波聚焦到这些区域的结果,因此明纹处的光强最大。
结论:光的衍射光强分布与光的波长密切相关,波长越短,中央亮区越宽,明纹和暗纹越明显,光强分布越复杂。
这个例子展示了光的衍射现象和光强分布的基本原理,并说明了如何根据光的波长来解释光强的分布。
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