单缝衍射,缝宽与条纹间距有关吗答案上说缝宽减小,条纹间距会变大,是单缝衍射

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/05/09 20:16:44
单缝衍射,缝宽与条纹间距有关吗答案上说缝宽减小,条纹间距会变大,是单缝衍射

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单缝衍射,缝宽与条纹间距有关吗
答案上说缝宽减小,条纹间距会变大,
是单缝衍射

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当然是啦
ΔxΔp≥h/4π ,Δx(位置不确定性)减少(即缝宽减小),Δp(动量不确定度)增大,即条文间距变大

是啊,本人亲眼见过

首先我们来看现行的教科书上对于杨氏双缝干涉的解释
设定双缝S1、S2的间距为d,双缝所在平面与光屏P平行。双缝与屏之间的垂直距离为L,我们在屏上任取一点P1,设定点P1与双缝S1、S2的距离分别为r1和r2,O为双缝S1、S2的中点,双缝S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为P0,设P1与P0的距离为x,为了获得明显的干涉条纹,在通常情况下L>>d,在这种情况下由双缝S1、S2发出的光到达屏...

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首先我们来看现行的教科书上对于杨氏双缝干涉的解释
设定双缝S1、S2的间距为d,双缝所在平面与光屏P平行。双缝与屏之间的垂直距离为L,我们在屏上任取一点P1,设定点P1与双缝S1、S2的距离分别为r1和r2,O为双缝S1、S2的中点,双缝S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为P0,设P1与P0的距离为x,为了获得明显的干涉条纹,在通常情况下L>>d,在这种情况下由双缝S1、S2发出的光到达屏上P1点的光程差Δr为
S2M=r2-r1≈dsinθ, (1)
其中θ也是OP0与OP1所成的角。因为d<sinθ≈tanθ=x/L (2)
因此Δr≈dsinθ≈dx/L
当Δr≈dx/L =±kλ时,屏上表现为明条纹,其中k=0,1,2,……, (3)
当Δr≈dx/L =±(k+1/2 )λ时,屏上表现为暗条纹,其中是k=0,1,2,……。 (3′)
我们继续算得光屏上明条纹和暗条纹的中心位置。当x=±kLλ/d时,屏上表现为明条纹,其中k=0,1,2,…。 (4)
当x=±(k+1/2 )Lλ/d时,屏上表现为暗条纹,其中k=0,1,2,…。 (4′)
我们还可以算出相邻明条纹(或者暗条纹)中心问的距离为
Δx=xk+1-xk=Lλ/d 。 (5)
至此我们得出结论:杨氏双缝干涉条纹是等间距的。
问题就在于以上的推导过程中,我们用过两次近似,第1次是在运用公式Δr=r2-r1≈dsinθ的时候,此式近似成立的条件是∠S1P1S2很小,因此有S1M⊥S2P1,S1M⊥OP1,因此∠P0OP1=∠S2S1M,如果要保证∠S1P1S2很小,只要满足d<当x较大时,也就是光屏上离P0较远的点所对应的θ角也较大,当θ>5°时,sinθ≈tanθ就不再成立,上述推导过程也就不完全成立了,(2)式就不能再用了。

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