- 光的衍射波长和缝
光的衍射波长和缝之间存在一定的关系。在光的衍射现象中,当光的波长与缝或孔的尺寸相当或小于其尺寸时,光会绕过障碍物传播,形成明显的衍射现象。
具体来说,当光的波长为λ,缝的宽度为a时,衍射的波长范围为:λ+a到λ-a/2。这意味着,当光的波长越大时,衍射现象越不明显;而当缝的宽度越窄时,衍射现象越明显。
在常见的可见光谱中,红光的波长范围大约是750-625纳米,橙光是625-590纳米,黄光是590-570纳米,绿光是570-495纳米,蓝光是495-470纳米,靛光是470-445纳米,紫光是445-380纳米。
至于缝的类型,单缝和双缝是常见的类型。单缝是指一个狭缝,光线会沿着缝隙中心线衍射;双缝是两个平行的狭缝,可以模拟干涉条纹。此外,圆孔、圆板孔、小圆盘等也可以作为衍射光源。
需要注意的是,光的衍射现象在日常生活中很常见,例如阳光透过窗子的狭缝、肥皂膜上的彩色条纹、通过有狭缝的挡板观察白炽灯等。这些现象都表明光可以绕过障碍物传播,形成明显的衍射现象。
相关例题:
题目:假设单缝宽度为a,平行光垂直入射到单缝上。用分光仪测量光的波长。请列出光通过单缝衍射的光谱线与缝宽a的关系式。
解答:
首先,我们知道光的衍射现象是由于光在传播过程中,遇到障碍物时发生弯曲而形成的。当光的波长与障碍物尺寸相当或更小时,会发生明显的衍射现象。
d / (a λ) = k
其中,d是单缝宽度,k是衍射条纹的级数(对于单缝衍射,k=0, 1, 2, 3...)。
将d=a代入公式中,我们得到:
a / λ = k
因此,当光垂直入射到单缝上时,通过单缝衍射的光谱线与缝宽a的关系式为:λ = a (1/k)。
λ = 0.5mm (1/3) = 0.167mm。
这个例子展示了如何使用光的衍射原理和单缝衍射公式来测量光的波长。请注意,这只是一个简单的例子,实际应用中可能涉及到更复杂的光学系统和测量方法。
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