- 光的单缝衍射高中
在高中阶段,光的单缝衍射实验中常见的内容包括:
1. 光源选择:通常使用单色平行光源。
2. 缝的距离:光源与缝的距离一般为1m左右。
3. 缝宽和狭缝间距:狭缝的宽度和间距会影响衍射条纹的间距和亮度,这些因素需要仔细调整。
4. 屏幕放置:屏幕放在单缝前面,平行光照射到屏幕上,观察屏幕上衍射条纹的变化。
5. 观察衍射图样:观察屏幕上不同位置的衍射图样,可以发现它们并不是完全平行的直线,而是形成一些中间宽而密集的同心圆环。
此外,在光的干涉实验中也会涉及到单缝衍射,通过调整光强分布和相位分布,可以观察到明暗相间的条纹。这些内容可以帮助你更好地理解光的波动性和粒子性。
相关例题:
光的单缝衍射例题
题目:
在某实验室中,有一个单缝的宽度为 a = 1mm,波长为 λ = 500nm 的光照射到单缝上。
(1)求光通过单缝后的光强分布;
(2)用光屏接收光子,求光屏上中央亮纹的宽度;
(3)如果将光屏移远一些,中央亮纹是否会变宽?其他亮纹的位置是否会改变?
解析:
(1)根据光的衍射原理,光通过单缝后的光强分布为:
I = I_0 \frac{sin^2(\lambda \frac{a}{2\pi})} {\lambda \frac{a}{2\pi}}
其中,I_0 是入射光的强度,λ 是光的波长,a 是单缝宽度。
(2)中央亮纹的宽度为:
\Delta x = \frac{L}{\lambda} \times 2n + \frac{a}{\lambda}
其中,L 是光屏到单缝的距离,n 是级数。
对于本题,L = 5m,n = 0,代入数据可得中央亮纹的宽度为:
\Delta x = 2.5mm
(3)如果将光屏移远一些,中央亮纹的宽度会变宽,其他亮纹的位置不会改变。因为衍射图样是由中央亮纹和两侧的暗纹组成的,暗纹的位置不变,中央亮纹的位置不变,所以其他亮纹的位置也不会改变。同时,由于光屏移远一些,光子到达光屏上的距离变大,所以中央亮纹的宽度会变宽。
答案:
(1)光通过单缝后的光强分布为:I = I_0 \frac{sin^2(\lambda \frac{a}{2\pi})} {\lambda \frac{a}{2\pi}}。
(2)中央亮纹的宽度为 2.5mm。
(3)中央亮纹的宽度会变宽,其他亮纹的位置不会改变。
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