光的衍射常用公式有:
1. 菲涅耳公式:\frac{I}{I_0} = \frac{sin(\alpha_1 - \alpha_2)}{sin\alpha_2},其中I为衍射光强度,I_0为入射光强度,$\alpha_1$和$\alpha_2$为衍射角和临界角。
2. 夫琅禾费单缝衍射强度公式:I = I_0 \frac{sin^2(\frac{\lambda L}{d}\sin\alpha)}{sin^2(\frac{\lambda L}{2d})},其中I_0为入射光强度,L为缝长,d为缝宽,$\alpha$为衍射角。
3. 夫琅禾费圆孔衍射强度公式:I = \frac{I_0}{\pi}\frac{D^2}{r^2}\frac{sin(\pi \frac{r}{D})}{sin(\pi \frac{D}{2r})}, 其中D为圆孔直径,r为观察点到圆孔中心的距离。
以上公式仅供参考,如果您还想了解更多信息,建议咨询光学专业人士。
\frac{d}{\lambda} = n\lambda_0 + k
其中,d 是光源和障碍物之间的距离,λ 是光的波长,n 是空气折射率,k 是衍射级数。
下面是一个例题,展示了如何使用菲涅尔公式来解释光的衍射现象:
假设光源和障碍物之间的距离为 5 米,光的波长为 500 纳米。如果使用一个厚度为 1 毫米的透明薄膜来阻挡光线,那么需要多少级数 k 来观察到明显的衍射现象?
根据菲涅尔公式,我们可以将已知的值代入公式中:
\frac{5}{\lambda} = n\lambda_0 + k
其中,n = 空气折射率 = 1,因为空气中的折射率约为 1。代入已知值,得到:
\frac{5}{500 \times 10^{-9}} = k
解得 k = 1。这意味着当使用厚度为 1 毫米的透明薄膜时,只需要一级数 k 就可以观察到明显的衍射现象。
需要注意的是,菲涅尔公式只适用于近轴光线,即光源和障碍物之间的距离远大于光的波长的情况。对于更复杂的情况,可能需要使用其他方法来解释光的衍射现象。