- 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是通过单缝观察衍射图样。这个实验通常使用单色光,并使用一个狭缝来控制光的强度和方向。狭缝越窄,衍射图样越清晰。
此外,还可以通过双缝实验来观察光的干涉现象,这也是一种单缝衍射的变种。在这个实验中,两个狭缝可以用来控制光线的强度和方向,并观察到明暗相间的干涉条纹。
需要注意的是,这些实验需要一定的实验设备和技能,并且需要遵守实验室安全规范。
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 是单缝的入射光强,λ 是光的波长,a 是单缝的宽度。
(2)中央亮纹的宽度为:
\Delta x = \frac{L}{\lambda}
其中,L 是光屏到单缝的距离。
根据题目条件,可得到中央亮纹的宽度:
\Delta x = \frac{L}{\lambda} = \frac{L}{\lambda_{0}} = \frac{a}{\lambda_{0}} \cdot \frac{\lambda}{\lambda_{0}} = \frac{a}{50}mm = 2mm
(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,中央亮纹的位置和宽度只与光的波长和单缝的宽度有关。将光屏移远一些,光屏上的中央亮纹会变宽,但其他亮纹的位置不变。
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 2mm;
(3)中央亮纹会变宽,其他亮纹的位置不变。
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