《光的衍射》

1、17光的衍射光的衍射7.1惠更斯—菲涅耳原理1.根據惠更斯－菲涅耳原理，若已知光在某時刻的波陣面為S，則S的前方某點P的光強度決定于波陣面S上所有面積元發(fā)出的子波各自傳到P點的(A)振動振幅之和(B)光強之和(C)振動振幅之和的平方(D)振動的相干疊加答案：(D)參考解答：惠更斯原理可以定性說明波遇到障礙物時為什么會拐彎，但是它不能解釋拐彎之后波的強度的重新分布（對光而言，表現為出現明暗相間的衍射條紋）現象。在楊氏雙縫干涉實驗的啟發(fā)下，

2、注意到干涉可導致波的能量出現重新分布，法國物理學家菲涅耳認為：同一波陣面上發(fā)出的子波是彼此相干的，它們在空間相遇以后發(fā)生相干迭加，使得波的強度出現重新分布，由此而形成屏上觀察到的衍射圖樣。這一經“子波相干疊加”思想補充發(fā)展后的惠更斯原理，稱為惠更斯－菲涅耳原理。對所有選擇，均給出參考解答，進入下一步的討論。對所有選擇，均給出參考解答，進入下一步的討論。2.衍射的本質是什么？干涉和衍射有什么區(qū)別和聯系？參考解答：根據惠更斯菲涅耳原理，衍射

3、就是衍射物所發(fā)光的波陣面上各子波在空間場點的相干疊加，所以衍射的本質就是干涉，其結果是引起光場強度的重新分布，形成穩(wěn)定的圖樣。干涉和衍射的區(qū)別主要體現在參與疊加的光束不同，干涉是有限光束的相干疊加，衍射是無窮多子波的相干疊加。7.2單縫衍射1.在夫瑯禾費單縫衍射實驗中，對于給定的入射單色光，當縫寬度變小時，除中央亮紋的中心位置不變外，各級衍射條紋(A)對應的衍射角變小(B)對應的衍射角變大(C)對應的衍射角也不變(D)光強也不變答案：(

4、B)參考解答：根據半波帶法討論的結果，單縫衍射明紋的角位置由下式確定，即2)12(sin?????ka...)321(2)12(sin????kak??.顯然對于給定的入射單色光，當縫寬度a變小時，各級衍射條紋對應的衍射角變大。對所有選擇，均給出參考解答，進入下一步的討論。對所有選擇，均給出參考解答，進入下一步的討論。2.在單縫衍射實驗中，當縫的寬度a遠大于單色光的波長時，通常觀察不到衍射條紋試由單縫衍射暗條紋條件的公式說明這是為什么參

5、考解答：由單縫衍射暗紋條件：可知，當?a很...)321(sin22sin?????kakaka????37.3光柵衍射1.一束平行單色光垂直入射在光柵上，當光柵常數(ab)為下列哪種情況時(a代表每條縫的寬度)，k=3、6、9等級次的主極大均不出現？(A)a＋b=2a(B)a＋b=3a(C)a＋b=4a(A)a＋b=6a答案：(B)參考解答：如果每條狹縫單獨引起的光振動本身為零，它們相干疊加的結果也必然為零。這種縫間干涉本應出現明條紋

6、但由于單縫衍射暗紋的影響而觀察不到的現象稱為光柵衍射條紋的缺級。故缺級的條件是：?2122sin????????kkka????210sin)(?????kkba??由此解得：.所以a＋b=3a時，k=3、6、9等級次缺級。kkbaa???對所有選擇，均給出參考解答，進入下一步的討論。對所有選擇，均給出參考解答，進入下一步的討論。2.下列各圖是多縫衍射的強度分布曲線，試根據圖線回答：(1)各圖分別是幾縫衍射，理由是什么？(2)各圖相應的

7、da是多少，有無缺級？參考解答：(1)當干涉條紋被單縫衍射條紋調制后，如果縫數為N，則在兩相鄰主極大之間有個極小和個次極大.按上述規(guī)則可判斷:1?N2?N圖(A)是雙縫；圖(B)是四縫；圖(C)是單縫；圖(D)是三縫.(2)圖(A)中缺級；22??ad圖(B)中缺級；44??ad圖(D)中缺級33??ad3.某元素的特征光譜中含有波長分別為?1＝450nm和?2＝750nm(1nm＝109m)的光譜線在光柵光譜中，這兩種波長的譜線有重疊