第19章 光的衍射

1、1第19章光的衍射思考題191在日常生活中，為什么聲波的衍射比光波的衍射顯著？答：因?yàn)槎淠苈牭降穆暡úㄩL在0.01717米之間，這與通常的障礙物的尺寸基本相同，故聲波的衍射很顯著.而可見光的波長在400700nm之間，遠(yuǎn)小于通常的障礙物的尺寸，故光的衍射在通常情況下不太容易觀察到.192夫瑯禾費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，透鏡的作用是什么？圖1916答：夫瑯禾費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，透鏡的作用是把有限遠(yuǎn)的光源成像到無窮遠(yuǎn)，或把無窮遠(yuǎn)處的衍射圖樣成像到有限遠(yuǎn)處.

2、193夫瑯禾費(fèi)單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，若入射的平行光束與狹縫平面不垂直（如圖1916），干涉條紋的分布將發(fā)生什么變化？答：夫瑯禾費(fèi)衍射實(shí)驗(yàn)中，若入射的平行光束與狹縫平面不垂直，干涉條紋在觀察屏幕上的位置將發(fā)生偏移，即中央明紋將偏離觀察屏的中心點(diǎn)O，但干涉花樣的形狀保持不變.194若放大鏡的放大倍數(shù)足夠高，是否能看清任何細(xì)小的物體？答：放大鏡的放大倍數(shù)足夠高，也不一定能看清任何細(xì)小的物體.因?yàn)椋辞寮?xì)小物體不僅需要有一定的放大能力，還要有足夠的

3、分辨本領(lǐng)，才能把微小物體放大到清晰可見的程度.195為什么天文望遠(yuǎn)鏡的物鏡直徑都很大？答：由光學(xué)儀器的分辨率，可知天文望遠(yuǎn)鏡的分辨率與物鏡直徑D??22.11DRR??成正比.物鏡的直徑越大，分辨率越高.為分辨無限遠(yuǎn)處的天體，天文望遠(yuǎn)鏡的物鏡直徑都做得盡可能的大.196如何理解光柵的衍射條紋是單縫衍射和多縫干涉的總效益？答：光柵是由許多等寬的狹縫等距離地排列起來構(gòu)成的，光柵衍射實(shí)際上是每個(gè)狹縫的單縫衍射光再相互干涉的結(jié)果，所以多縫干涉的

4、效果必然受到單縫衍射效果的影響，也即光柵的衍射條紋是單縫衍射和多縫干涉的總效益.3解：解：(1)已知=589nm，a=0.10mm.根據(jù)夫瑯禾費(fèi)單縫衍射公式，可得一級(jí)暗紋中心?的角位置為661158910sinrad5.8910rad0.34a0.1?????????????????故衍射圖樣的一級(jí)暗紋中心出現(xiàn)在0.34?的方向上.(2)若一級(jí)暗紋中心出現(xiàn)在0.50?的方向上，即，則10.5???62158910amm6.7510mm0

5、.51803.14??????????即要使一級(jí)暗紋中心出現(xiàn)在0.50?的方向上，則縫寬應(yīng)為.26.7510mm??193波長λ＝500nm的平行單色光，垂直入射到縫寬為0.25mm的單縫上，緊靠縫后放一凸透鏡，在凸透鏡的焦平面上測(cè)得第二條暗紋間距離為2x2＝2mm，求凸透鏡的焦距f為多少解：解：已知=500nm，a=0.25mm，x2=1mm.根據(jù)夫瑯禾費(fèi)單縫衍射公式?affx??2sin2???可得260.251mm250mm25c

6、m2250010xaf?????????凸透鏡的焦距f為25cm.194用水銀燈發(fā)出的波長為546nm的綠色平行光垂直入射到一單縫上，緊靠縫后放一的焦距為40cm凸透鏡，在位于凸透鏡的焦平面處的觀察屏上測(cè)得二級(jí)暗紋中心至衍射圖樣中心的線距離為0.30cm.若用一波長未知的光作實(shí)驗(yàn)時(shí)，測(cè)得三級(jí)暗紋中心到衍射圖樣中心的線距離為0.42cm，試求未知波長.解：解：已知=546nm，f=40cm，x2=0.30cm，x3=0.42cm.根據(jù)夫瑯