10.2單縫衍射法測量金屬膨脹系數(shù)01夫瑯禾費單縫衍射02

衍射光強分布——菲涅耳半波帶03單縫衍射法測量金屬膨脹系數(shù)

當(dāng)一束平行光垂直照射到寬度與光的波長可比擬的狹縫時出現(xiàn)的衍射現(xiàn)象，叫單縫衍射現(xiàn)象。圖10-5是單縫夫瑯禾費衍射的實驗原理圖。圖中可見，光經(jīng)過狹縫時會繞過縫的邊緣向陰影區(qū)衍射，衍射光經(jīng)透鏡會聚到焦平面處的屏幕上，形成衍射條紋。這種條紋叫做夫瑯禾費單縫衍射條紋。圖10-5單縫夫瑯禾費衍射的實驗原理圖01夫瑯禾費單縫衍射圖10-6為入射光為綠光時的單縫衍射結(jié)果，從中可以發(fā)現(xiàn)條紋明暗相間，但中間區(qū)域的亮條紋特別寬一些。圖10-9為白光照射時的單縫衍射光譜分布。圖10-6綠光照射時的單縫衍射結(jié)果圖10-9白光照射時的單縫衍射光譜分布01夫瑯禾費單縫衍射單縫衍射原理

——平行單色光入射狹縫(寬度a)菲涅耳半波帶法——分析夫瑯禾費單縫衍射不同方向傳播的子波經(jīng)透鏡后會聚在焦平面上不同點衍射角φ一定,A點和B點發(fā)出的子波到P點將單縫上的波面分成寬度為Δs的帶02衍射光強分布——菲涅耳半波帶相鄰帶上對應(yīng)點發(fā)出光到P點的光程差

Δs——半波帶

——半波帶平行于單縫

AB兩點到P點的光程差半波帶的數(shù)目偶數(shù)——P點的光強極小奇數(shù)——P點的光強最大衍射角φ方向上，P點光強取決單縫半波帶的數(shù)目

衍射條紋特點半波帶的數(shù)目——

在

方向上波面各點發(fā)出的子波到P0點的光程相等

1)中央亮條紋2)暗條紋——N為偶數(shù)半波帶的數(shù)目3)亮條紋——N為奇數(shù)4)條紋寬度中央亮條紋的寬度——是其它條紋寬度的2倍暗條紋亮條紋和暗條紋寬度5)單縫上下移動不影響衍射條紋的分布6)復(fù)色光照射單縫中央為復(fù)色光顏色條紋兩側(cè)分布著彩色條紋

波長λ=0.5μm的單色光照射寬a=0.5mm的單縫上在縫后放一個焦距f=0.5m的凸透鏡，求1)

中央亮條紋的寬度2)

第一級亮條紋的寬度3)如將此裝置放入n=1.33水中問上述條紋有何變化？

1)中央亮條紋寬度2)

第一級亮條紋的寬度一級和二級暗紋的位置第一級亮條紋的寬度3)如果將此裝置放入n=1.33的水中中央亮條紋的位置——同一級條紋的衍射角變小衍射條紋向中心收縮，條紋間距變小。暗條紋衍射角暗條紋

幾何光學(xué)與波動光學(xué)

暗條紋和條紋寬度單縫寬度很大——衍射條紋趨于中心，條紋間距趨于零衍射現(xiàn)象消失——幾何光學(xué)是波動光學(xué)在時極限情形——單縫寬度很大和較小時的衍射圖樣03單縫衍射法測量金屬膨脹系數(shù)由單縫衍射條紋的間距與縫寬的關(guān)系，我們可以通過測量條紋間距得到狹縫的寬度。而縫寬會隨固體材料的膨脹而發(fā)生變化，由此可測量出固體的膨脹系數(shù)