- 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. 缝宽调节:通过调节单缝的位置和宽度,观察衍射条纹的可见度及其分布情况。
3. 观察屏位置:改变观察屏的位置,观察衍射条纹的可见度及其分布情况。
4. 理论分析:根据光的波动性,推导并解释衍射条纹的可见度和分布规律。
此外,还可以通过实验观察到以下现象:
1. 中央亮纹特别宽,两侧条纹向两侧迅速变窄。
2. 相邻两衍射条纹之间的距离随波长的增加而增加。
3. 缝越窄,中央亮纹越宽,但亮度会降低。
4. 当缝的宽度与波长相近甚至小于波长时,光就不能发生明显的衍射现象。
以上就是高中阶段关于光的单缝衍射实验的一些主要内容和现象,希望对你有所帮助。
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)如果将此单缝移至光屏一侧,那么在光屏上是否会出现明暗相间的衍射条纹?
解析:
(1)根据光的干涉条纹间距公式 Δx = λ / d,其中 d 是双缝间距,可以求出中央明纹的宽度。
(2)根据光的衍射原理,可以求出光屏上中央亮纹的宽度。
(3)根据光的衍射原理,如果将单缝移至光屏一侧,那么在光屏上会出现明暗相间的衍射条纹。
答案:
(1)光通过单缝后的光强分布为 I = I_0 \cos^2(\theta_0 - \frac{\pi}{2}) + \frac{I_0}{4} \sin^2(\theta_0 - \frac{\pi}{2}),其中 I_0 是入射光的强度,\theta_0 是入射角。
(2)根据光的衍射原理,中央亮纹的宽度为 \Delta x = \frac{L}{d} \lambda ,其中 L 是光屏到单缝的距离,d 是双缝间距。代入数据可得中央亮纹的宽度为 \Delta x = 7mm。
(3)将单缝移至光屏一侧后,在光屏上会出现明暗相间的衍射条纹。
总结:本题考查了光的干涉和衍射原理,需要掌握干涉条纹间距公式和衍射条纹宽度公式才能正确解答。同时需要注意光的衍射条件是障碍物或孔的尺寸与波长相差不多或小于波长时才能发生。
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