4.5 光的衍射

4.5 光的衍射

定义：

衍射是当光波绕过障碍物或通过孔隙时发生的弯曲现象，导致光波扩散。衍射的程度随着波长的增加和障碍物或孔隙尺寸的减小而增加。

单缝衍射：

当光通过一个狭窄的单缝时，它会扩散并形成一个具有中央亮条纹和两侧暗、亮相间条纹的衍射图案。暗条纹出现的角度 θ 由以下公式给出：

sin θ = mλ / a

其中：

- m 是暗条纹的级数 (m = ±1, ±2, ...) ，

- λ 是光的波长，

- a 是缝的宽度。

例题：

计算波长为 500 nm 的光通过宽度为 0.1 mm 的缝隙时，第一条暗条纹的角度。

解答：

使用衍射公式：

sin θ = (1 × 500 × 10⁻⁹ m) / (0.1 × 10⁻³ m) = 0.005

θ = arcsin(0.005) ≈ 0.29°

第一条暗条纹的角度约为0.29度。