明,光没有沿直线传播,而是绕过了缝的边缘,传播到了相当宽的地方,这就是光的衍射现象。1.衍射现象
光偏离直线传播绕过障碍物进入阴影区域里的现象,叫做衍射。2.产生明显衍射的条件
障碍物或孔(缝)的尺寸与波长相差不多或更小。3.几种衍射图样
⑴单缝衍射:中央条纹最宽最亮,两侧对称分布不等间距的明暗相间条纹。
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f⑵圆孔衍射:中央亮圆亮度大,外围是明暗相间的圆环。⑶正方形小孔衍射
单缝衍射的条纹比较宽,而且距离中央亮条纹较远的条纹,亮度也很低。实验表明,如果增加狭缝的个数,衍射条纹的宽度将变窄,亮度将增加。光学仪器中用的衍射光栅就是据此制成。有关光栅衍射的内容,有兴趣的同学可以查阅相关资料进一步了解。
例题精讲
例题说明:由于单独考察衍射的题目很少,一般都是与干涉对比或结合,因此这部分只放两道简单题,
在后面干涉部分的题目中,还会涉及到衍射的知识。
【例4】在一个亮着的小电珠和光屏之间,放一个带圆孔的遮光板,在圆孔直径从1cm逐渐变小到闭合的整个过程中,在屏上我们将依次看到
a.完全黑暗正确顺序是:
b.小孔成像
c.衍射图样
d.圆形亮斑
A.abcd
B.dbca
C.bdca
D.cdba
【例5】声音能绕过一般建筑物而光却不能,这是因为
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fA.声音的传播是波动,光的传播沿直线B.光的传播速度太大,有限距离内偏离直线不明显C.建筑物对声音吸收少,对光吸收多D.相对一般建筑物来说,光的波长极短,衍射现象不明显
33光的干涉
知识点睛
如果光真的是一种波,两束光在一定的条件下应该发生干涉。1801年,英国物理学家托马斯杨成功地观察到了光的干涉现象。
1.杨氏干涉实验⑴实验装置介绍如图所示,挡板上有两个狭缝S1、S2,平行激光束垂直于挡板照射到两小孔上,我们在挡板后的屏上观察实验现象。
屏上的干涉现象
⑵实验原理
如上图,我们取P1点为研究对象。O点是线段S1S2的中点,P0点是屏上的点,且OP0S1S2。设两缝之间的距离为d,挡板与屏之间的距离为l,P1、P0之间的距离为x,P1、S1之间的距离为r1,P1、S2之间的距离为r2。①找路程差
在线段P1S2上作P1MP1S1,于是S2Mr2r1。②数学处理
由于dl,所以能够认为三角形S1S2M是直角三角形。由三角函数的关系得,r2r1dsi
。另一方面,xlta
≈lsi
。
消去
si
,有
r2
r1
d
xl
。
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f③结果分析
当
d
xl
k
,即
x
k
ld
时,
P1
点为亮条纹。其中
k
0,1,2,
当
d
xl
2k
1
2
,即
x
k
12
ld
时,
Pr