关于单缝衍射的疑点辨析.pdfVIP

第21卷第3期 技术物理教学 V01．21No．3 2013年09月 TEC删ICALPHYSICSTEACHING Sep．2013 关于单缝衍射的疑点辨析 潘俊尧1袁俊丽2 (1南通大学杏林学院，江苏南通226007) (2南通大学理学院，江苏南通226007) 摘要：由惠更斯一菲涅尔原理可知衍射就是子波的干涉．虽然双缝干涉与单缝衍射同为干涉，但是它们的明暗条纹条 件却存在很大差异．下面从物理角度对这一疑点给出清晰的定性解释，并且从数学角度给出单缝衍射明暗条纹产生条 件的严格证明． 关t词：惠更斯一菲涅尔原理；双整干涉；单缝衍射 一、引言 在矛盾?“’ 光学是物理学中一门应用性较强的基础学科， 三、定性解释 是当前物理学领域最活跃的前沿之一。光的干涉和 由惠更斯一菲涅尔原理可将缝视为连续分布的 衍射现象是光学课程的主要内容，光的干涉和衍射 相干点光源，当dsin0=±忌九时点光源相位差最 是光的波动性的两个基本特性，它们都是光振动的 大值为2kx。虽然单缝上下边缘两个点光源在P点 叠加，其本质是相同的，那么为什么单缝衍射与双 相位差为2krr干涉相长，但是边缘两点之间连续分 缝干涉的明暗条纹条件却存在很大差异呢?为什么 又区分为干涉和衍射呢?下面通过对光的干涉和衍 布的其它点光源在P点并非全部干涉相长。应用对称 性可将相邻两个半波带上的点光源划分为无穷多个 射现象的深入比较和分析，阐明干涉与衍射现象的 相位差为石的点光源对，它们在P点彼此相干相消。 物理意义，以促进相关的概念教学。 二、疑点的提出 当dsin0=±七九时共有偶数个半波带，所以恰 好可划分成无穷多对相位差为万的干涉相消点光 源，故整体上也是相干相消；当dsin0：±他+三玩 ’ 2 时，±后凡波带部分的点光源相消，±三矗波带部分 ” 2 风 整体叠加，故整体上也是相干相长。进而不存在矛 p 盾。‘21 四、数学证明 图1单缝衍射 如图1所示，单缝衍射明暗条纹产生条件： r j l±2七