- 光杠衍射中的条纹
光杠衍射(又称条纹)是一种视觉现象,通常出现在光线通过狭缝或细长通道后。当光线遇到狭缝或细长通道时,它们会绕过这些障碍物并形成一系列的明暗相间的条纹。这些条纹可以出现在障碍物的两侧,也可以在障碍物的后面。
光杠衍射中的条纹通常具有以下特点:
1. 明暗相间的条纹:光杠衍射的条纹通常是明暗相间的,这是因为光线通过狭缝或细长通道时,一部分光线被阻挡而无法到达观察者,导致该区域的亮度降低,形成暗条纹;另一部分光线则能够到达观察者,形成亮条纹。
2. 间距和宽度:光杠衍射的条纹间距通常是不均匀的,其大小取决于狭缝或细长通道的宽度和长度。条纹的宽度则取决于光源的强度和观察距离。
3. 方向性:光杠衍射的条纹通常具有方向性,即条纹在障碍物的两侧对称分布。
4. 可调性:光杠衍射的条纹可以通过改变狭缝或细长通道的宽度、长度、形状或位置,以及光源的强度和角度等因素进行调整和改变。
总之,光杠衍射中的条纹是由光线通过狭缝或细长通道时形成的明暗相间的条纹,具有明暗、间距、宽度、方向性和可调性等特点。
相关例题:
题目:
假设有一束平行光通过一个宽度为a的狭缝,并在离狭缝水平距离为x的位置放置一个光屏进行观察。已知在中央明条纹处,光束与狭缝的夹角为θ。请计算在光屏上距离中央明条纹水平距离为y处的暗条纹的位置和宽度。
解题步骤:
1. 根据光束的几何性质,可以写出光束在狭缝处被分解为两个相互垂直的分量(即x方向和y方向)。
2. 在y方向上,光束的衍射效应会导致中央明条纹处形成一系列明暗相间的条纹。
3. 根据夫琅禾费-基尔霍夫衍射公式,可以写出暗条纹位置和宽度的表达式。
y = x - λθ/a
其中,λ是光的波长,θ是光束与狭缝的夹角。
Δy = λθ^2/ad
其中,d是狭缝的宽度。
通过代入已知量进行计算,可以得到在光屏上距离中央明条纹水平距离为y处的暗条纹的位置和宽度。
例题的应用:
假设一束波长为500nm的光通过一个宽度为0.5mm的狭缝,在离狭缝水平距离为1m的位置放置一个光屏进行观察。已知中央明条纹处光束与狭缝的夹角为30度。请计算在光屏上距离中央明条纹水平距离为2cm处的暗条纹的位置和宽度。
根据上述公式进行计算,可以得到暗条纹的位置为:
y = 1m - 5 × 10^-7 × 30/0.5 × 10^-3 = 1.95m
暗条纹的宽度为:
Δy = 5 × 10^-7 × 30^2/0.5 × 10^-3 = 9mm
因此,在光屏上距离中央明条纹水平距离为2cm处的暗条纹的位置约为1.95m,宽度约为9mm。在实际观察中,可以通过测量暗条纹的位置和宽度来验证上述计算结果。
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