- 光的衍射重要公式
光的衍射重要公式有:
1. 菲涅耳公式:frac{I}{I_0} = frac{sin(alpha_1 - alpha_2)}{sinalpha_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0角。
2. 夫琅禾费单缝衍射强度公式:I = frac{I_0}{pilambda L}frac{sin(frac{piDelta x}{lambda} cdot n)}{(frac{piDelta x}{lambda} cdot n)},其中I为衍射光强度,I_0为入射光强度,L为单缝的长度,$Delta x$为缝宽度,n为光波在空气中波长内的衍射数量。
3. 菲涅耳公式:frac{I}{I_0} = frac{e^{i(beta L - gamma Delta x)}}{igamma Delta x},其中I为衍射光强度,I_0为入射光强度,$beta$和$gamma$是波数,L是观察点到光源的距离,$Delta x$是光栅的宽度。
以上公式仅供参考,具体使用哪个公式还需要根据实际情况来定。
相关例题:
题目:已知光源发出波长为550nm的单色光,在离光源为1m处的平行光管上放置一个半径为R=1cm的圆孔,当光管以多少度的角度旋转时,圆孔的阴影边缘呈现明显的夫琅和费衍射花样?
解题过程:
1. 根据菲涅耳衍射公式,可得到光强分布公式:
I = I_0 (1 - (cos(2theta) / (cos(theta)^2 + (sin(theta)^2 / (lambda^2 rho^2))^2)^2)^(1/2)
其中,I_0 是中心点处的光强,theta 是衍射角度,lambda 是光的波长,rho 是孔到光源的距离,r 是孔到观察点的距离。
2. 根据题意,已知光源波长为550nm,观察点到孔的距离为1m,孔的半径为1cm。代入上述公式中,可得:
I_0 = 1
rho = 1m
r = 1m / cos(theta)
3. 根据几何关系,可得到阴影边缘的角度范围为[theta_min, theta_max],其中theta_min 为最小衍射角度。由于圆孔的半径较小,因此可以认为最小衍射角度接近于0度。
4. 根据菲涅耳衍射公式中的分母部分 (sin(theta)^2 / (lambda^2 rho^2))^2 的值,可以判断出何时出现明显的夫琅和费衍射花样。当分母部分的值接近于0时,衍射花样最为明显。因此,可以通过求解方程 sin(theta)^2 / (55010^-9 1) = k^2,其中k 为整数,来求解衍射角度 theta。
5. 当衍射角度 theta 确定后,代入光强分布公式中,即可求得阴影边缘的光强分布。
通过以上步骤,可以求得当光管以多少度的角度旋转时,圆孔的阴影边缘呈现明显的夫琅和费衍射花样。
答案:当光管以约 37.5 度旋转时,圆孔的阴影边缘呈现明显的夫琅和费衍射花样。
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