單縫衍射是波動在遇到障礙物時發(fā)生偏移的現(xiàn)象,高三物理涉及到的單縫衍射實驗現(xiàn)象有:
在波長比較長的光波的情形下,中央亮條紋特別寬,兩側(cè)的亮條紋向中央逐漸變窄。
在縫寬比較小的情形下,中央亮條紋逐漸形成明暗相間的條紋。
此外,單縫衍射的強度分布與單縫寬度、縫與光源的距離以及波長之間也存在關(guān)系。這些現(xiàn)象和規(guī)律都可以通過深入學(xué)習(xí)和研究加以理解和掌握。
例題:單縫衍射實驗中,在單縫衍射條紋與雙縫干涉條紋之間出現(xiàn)了一個明暗相間的條紋,這個條紋是如何形成的?
解答:
這個條紋的形成是由于單縫衍射和雙縫干涉的疊加效應(yīng)。當(dāng)光通過單縫時,會發(fā)生衍射,即在單縫的邊緣發(fā)生光的散射,形成一系列明暗相間的衍射條紋。這些衍射條紋在中央處最亮,且隨著邊緣的遠離中央?yún)^(qū)域,亮度逐漸降低。
當(dāng)光通過雙縫時,會發(fā)生干涉,即兩束光在雙縫的交點處發(fā)生相互作用,形成加強和減弱的區(qū)域。當(dāng)兩束光的光程差為波長的整數(shù)倍時,它們會相互加強,形成亮條紋;反之,當(dāng)光程差為半波長的奇數(shù)倍時,它們會相互減弱,形成暗條紋。
總結(jié):單縫衍射和雙縫干涉的疊加效應(yīng)導(dǎo)致了中間條紋的形成,而中間條紋的形狀和位置則取決于單縫和雙縫的幾何尺寸以及光的波長。