文档介绍：双缝衍射原理
图1双缝衍射装置
. Double-slit diffraction equipment
双缝衍射的实验装置如图1所示:一光栅有N条缝,透光的缝宽度为a,不透光的挡板宽度为b,入射光波为。
双缝间距为d=a+b,d称为光栅常数。如图,在方向,相邻两条缝之间的光程差为=dsin,相位差为,假设每一个单缝引起的光波振幅为,根据多个等幅同频振动的合振幅公式:,所有缝在方向产生的振幅为,其中。汇聚点的光强为,其中。当N=1,可知:是单缝引起的光强。根据单缝衍射的公式,可得光栅衍射的光强公式,其中u=。
(1)当N=1时,光强公式变为单缝衍射的公式,因此称为单缝衍射因子。
(2)当N=2时,根据光栅衍射公式可得:[2]。
3双缝衍射的强度分布和谱线图
仍利用MATLAB软件,根据双缝衍射的算法,输入程序,得到的衍射强度分布和谱线图。下面改变参数对双缝衍射进行讨论分析。

图3光栅衍射的光强曲线和谱线(a) 图4光栅衍射的光强曲线和谱线(b)
diffraction intensity diffraction intensity curves and lines (a) curves and lines (b)
图3和图4是双缝衍射的光强曲线和谱线,两图不同之处就是缝宽和波长的比值不同。由图3图4可知,当缝宽a变小,变到与波长相等时,衍射图样逐渐接近双缝干涉图样,变成明暗相同的等亮度条纹。可以这样解释:当a逐渐变小时,由双缝衍射公式可知,当(u=)时,。双缝衍射光强分布就向双缝干涉过渡[7]。
在实验中,当两条缝宽比波长大得多时,我们发现衍射现象较明显,慢慢的调窄缝宽,当其小于光波长,但在一个数量级时,单缝衍射的调制作用消失,双缝衍射图样过渡到双缝干涉图样,可以说双缝干涉是双缝衍射在缝宽很小时的特例。

图5光栅衍射的光强曲线和谱线(c) 图6光栅衍射的光强曲线和谱线(d)
diffraction intensity diffraction