§ 10.7 单缝衍射
一、夫琅禾费单缝衍射装置
(衍射角 :向上为正,向下为负)
二、半波带法
菲涅尔波带法
O点出现平行于单缝的明条纹,称为中央明纹。
设AC恰好等于单色光半波长的整数倍,即
(k =1,2,…)
作彼此相等的平行于BC的平面,把AC分成K等分,同时这些平面把单缝上的波面AB切割成k个波带。这些波带称为菲涅耳半周期带。
特点:每个波带上、下边沿发出的两子波光线聚焦于P点时,它们的光程差恰好为半个波长。
1)k=2时,单缝被分成两个半周期带
AA1与A1B对应点子波光程差恒为 。即到达P点的相位差为 π ,因而对应点子波的光强完全抵消。
2)k=3时,单缝被分成三个半周期带
AA1与A1A2两个半周期带相互抵消,留下一半周期带A2B的光未被抵消,于是P点处出现亮纹。
二、光强分布:
中央明纹中心
2k个半周期带,暗纹
2k+1个半周期带, 明纹
单缝正好分为奇数个半周期带,则必然留下一半周期带的光未被抵消,于是P点处出现亮纹。
干涉相消(暗纹)
干涉加强(明纹)
三、条纹位置
则条纹的中心位置
讨论:
(1)第一暗纹距中心的距离
x
(2)中央明纹的宽度
(3)其它各级明纹的宽度
结论:除中央明纹外,其它明纹的宽度相等,中央明纹的宽度为其它明纹宽度的两倍。
问题:单缝宽度变化,中央明纹宽度如何变化?
答:a越小, φ 越大,衍射效应越明显。
入射波长变化,衍射效应如何变化?
答:λ越小,φ越大,衍射效应越明显。