论文-试用杨氏双缝试验说明干涉与衍射区别与联系

1、论文一试用杨氏双缝实验说明干涉与衍射区别与联系1、试用杨氏双缝实验说明干涉与衍射区别与联系(答干涉和衍射都是波的叠加，都有空间明暗不均匀现象，都不符合几何光学的规律。前者是有限光束的叠加，后者是无数小元振幅的叠加；前者的叠加用求和计算，后者的叠加用积分计算。前者不讨论单个不完整波面的问题，后者专门讨论 单个不完整波面的传播问题。杨氏双缝中只讨论任一个缝的光传播是衍射，将每一 个缝看作为一个整体讨论两缝之间的叠加则是干涉。2、夫琅和费单缝衍射装置(如图)做如下单项变动，衍射图样将怎样变化 ？(1) 将点光源S沿X方向移动一小位移；(2)将单缝沿Z方向平移一小位移；(3)将单缝以Z轴为转轴转过一小

2、角度；(4)增大缝宽；(5)增大透镜，的的口径或焦距；2(6)将透镜L沿X方向平移一小距离；2(7)将单缝屏沿X方向平移一小位移；(8)将点光源换为平行于狭缝的理想线光源；(9)在(,)的情况下将单缝旋转90度(答：(,)屏幕上衍射图样沿与，移动的反方向移动(,)衍射图样无变化(,)衍射图样同样以，轴为转轴向同一方向转过同样的角度(,)各衍射极小向中央靠拢，衍射图样变窄(,)增大,2的口径，衍射图样的极小和极大位置不变，但屏幕上的总光能量变大，明纹更加亮，若透镜口径小时有接收不到的靠边缘的衍射极大，增大透镜口径可以接收到；增大,2的焦距，各衍射极大向屏幕中心靠近，衍射图样变窄(,)衍射图样不变

3、(,)衍射图样不变(,)屏幕上，线光源上不同光源点形成的衍射图样的极大极小位置完全相同，它们彼此虽不相干，但叠加后会使明条纹更加明亮，条纹更加清晰(,)由于线光源上不同的光源点的衍射图样彼此有位移，且它们不相干，叠加后会使衍射条纹可见度下降，甚至消失(3、为何实际上不可能获得理想平行光束，要使光束发散得少些，应采取什么办 法，答 衍射是光的波动性质所决定的，光在传播时一定会发生衍射，所以严格的 平行光是不存在的(要使光束发散的小一些，应加大光束的孔径(4、什么是光学仪器的像分辨本领，对理想光学系统成像来说，还存在分辨本领这个问题吗，人眼、望远镜、显微镜的分辨本领各用什么量表示 ，决定于什么，答

4、 光学仪器的分辨本领，就是对所形成的不同物点的衍射斑的分辨能力(对于理想光学系统，分辨本领的问题仍然存在(人眼、望远镜的分辨本领用恰可分辨的两物点 相对系统张夹角来量度，夹角越小，分辨本领越大 (人眼分辨本领由人眼的瞳孔直 径决定(望远镜的分辨本领由物镜的孔径决定(显微镜的分辨本领用恰可分辨的两物 点的距离来量度，距离越小，分辨本领越大 (此分辨本领与所用光波的波长、物空间的折射率和成象光束的孔径角有关（5、使用望远镜观察远处的物体时，看到的 像比物体小，为什么却可以提高人眼的分辨能力呢，答 视网膜上像的大小和像的细节是否可分是两个完全不同的概念，它们由不 同的参量来决定（例如用望远镜恰可分辨

5、的两个星体，人眼通过望远镜观看时，这 两个星体在视网膜上的衍射光斑符合瑞利判据，但其间距比实际星体的间距要小得 多（6、从光栅分辨本领R=kN这个关系式来看，似乎只要任意提高衍射级次 k,则 分辨本领可任意提高，试加讨论（答 对于一块平面透射光栅而言，若，大，有可能所用的，级落在单缝衍射次极 大内，致使该级次能量很小而不能使用（或发生重级不能使用（若不同的两块光栅， 同，要提高一则需要增大d,但d大了角色散变小，有可能使得分得开的两谱线 因为角色散小而离得很近，不能使用（P7、如图，相应点，狭缝面恰女?可分成四个半波带光线1和光线3的光程差为，光线2,P和光线4的光程差也是，为什么点的光强是极

6、小，而不是极大 ,P1234Q5a2,答:按照半波带的分割法，每一条半波带上任意一点与相邻半波带上同样位置 的点到达点P，的光程差为，因此，这两列波干涉相消，所以相邻两半波带对点的作用完全 抵消了，P2如果缝面对应某衍射角正好可分偶数个半波带，则由于两两抵消，点为暗点，即：P,asin,2k (k,1,2,3,? ? ? )asin,k,(k,1,2,3) 得,2衍射暗条纹公式正是这样推出的。,8、单缝夫琅和费衍射实验如图，作以下操作，讨论衍射条纹的变化，(1)狭缝变窄;(2)S,光源的波长增大；(3)狭缝向上作微小移动；(4)光源向上作微小移动;(5)透S,SS镜向上作微小移动；(6)透镜向

7、上作微小移动；LL21aLL12,SSO,ff12,f2,2答:(1)因为单缝夫琅和费衍射条纹宽度：中央明条纹，其他明条纹x,0a,f,2所以，在保持其他条件不变时，缩小将导致所有的条纹都展宽，同时由于光 x,aka通量减小而造成明条纹亮度降低一一条纹对比度降低。(2)由以上公式可知，增大也会造成条纹展宽。，,(3)的移动不会影响条纹的宽度和亮度，然后，我们再来看中央明条纹的中心 位置是否S移动，因为形成中央明纹中心的是一组平行于主光轴的光波，(各波列到达会聚点的光程L2，差为0),当往上移动，这组光波仍然汇聚在透镜的焦点一一中央明条纹位置 不变，所以，S,的略上移，对衍射条纹无任何影响。S(

8、4)光源往上移动后经的光是一组与主光轴成，角的平行光，因此狭缝与入射光的 SL01波阵面不重合一一作为子波源，缝上各点的初位相不一致，因此平行于主光轴的一组光会聚,f2,点是同相，所以点为衍射中央明条纹的中心，上移 h则离主光轴距离H,h,OOSf1即衍射条纹共同平移HoaLL1S2,0,SO,00H,Off12,(5)透镜向上作微小移动，则入射狭缝的光成为向上斜入射的平行光，于是焦平面上LS1的条纹都往上平移。向上作微小移动，则的焦点往上移，则衍射条纹也往上平移。(6)透镜LL229、用白光进行单缝夫琅和费衍射，可以观察到什么现象，为什么，答:可以观察到中央亮纹中心是白色的，边缘是彩色的，紫

9、色的短波靠中心，红色靠外缘。10、光栅衍射实验，波长的准单色平行光，垂直光栅面入射光栅常数为d的光栅，如果观，察屏上只有级5条谱线，欲观测到3级谱线，可以采用哪些方法，为什么，0.1,2,答:(1)增大光栅常数d(2)减小入射波波长;(3)斜入射光栅方程是对应普通的一维光栅衍射谱线，布拉格公式是对应2dsin,k,dsin,k,以晶体作光栅衍射谱线的，两者有什么区别，答:(1)对于一维光栅，入射光方向确定后，主极大的位置也确定了，对晶体则 不然，晶体中离子的线度相当于光栅的狭缝宽度，晶面间距相当于光栅常数。因为 一块晶体往往有多个晶面族，它们的取向和间隔均不相同，所以一束确定方向的入 射光，相对不同的晶面族有不同的掠射角，因而有多个布拉格条件。(2)在一维光栅方程中的衍射角，对于任何确定的波长，总会有一些衍射角满 足方程的，而在布拉格公式中，角是掠射角，当入射光方向和晶体取向确定时，它相对于 各晶面族的,掠射角也限定，如果入射光是复色光，则只有满足布拉格条件的那些波长才会 出现相应的主极大，如果入射光是单色光，则可能刚巧满足一个或几个晶面族的布 拉格条件，那么在相应的方向上会出现主极大；也可能一个晶面