光衍射的定律包括以下几种:
1. 菲涅耳波带法:该定律用于解释单色点光源处于不同距离、不同角度时,其产生的衍射花纹的形状和尺寸大小。
2. 夫琅禾费单缝衍射和圆孔衍射:这两种衍射情况是光波通过单缝或圆孔时发生衍射的现象,可以用菲涅耳公式或惠更斯-菲涅耳原理进行解释。
3. 瑞利判据:该定律用于解释当使用非常宽的波束(如激光束)通过狭缝或孔径时,会发生明显的衍射。
4. 菲涅耳半波带模型:该模型假设光源被分成多个半波带,每个半波带内的光强分布是均匀的。通过调整缝宽,可以控制每个半波带的宽度,从而改变衍射图案的形状和尺寸。
此外,菲涅耳菲利普·南德·布儒斯特(Philip N. B. de Broglie)的衍射理论也对于光衍射现象的解释和计算有重要贡献。这些定律可以帮助我们理解和解释光的衍射现象。
例题:单缝衍射条纹宽度与间距问题
问题:在单缝衍射实验中,测得中央亮纹宽度为$7mm$,第一级暗纹宽度为$2mm$,求单缝宽度。
分析:根据单缝衍射条纹宽度与间距的规律,中央亮纹宽度$=$第一暗纹宽度$\times \lambda / d$,其中$\lambda$为光的波长,$d$为缝的宽度。
解:已知中央亮纹宽度为$7mm$,第一级暗纹宽度为$2mm$,则有
$7 = 2 \times \lambda / d$
其中$\lambda = 500nm$,代入可得
$d = 5 \times 10^{- 4}m = 5mm$
因此,单缝宽度为$5mm$。
总结:本题主要考查了光的衍射定律,特别是单缝衍射条纹宽度与间距的计算。通过题目中的已知条件,利用衍射定律可以求出缝的宽度。