
【化】 double slit diffraction
both; double; even; twin; two; twofold
【化】 dyad
【医】 amb-; ambi-; ambo-; bi-; bis-; di-; diplo-; par
seam; sew; slot; stitch
【化】 opening
【医】 crevice; nesis; raphe; rhaphe; seam; sutura; suturae; suturation
suture; suture joints; suturing
diffract; diffraction
【化】 diffraction
【医】 diffraction
双缝衍射(Double-Slit Diffraction)
汉英释义:双缝衍射指光波或其他波通过两个平行狭缝后,在后方屏幕上形成明暗相间条纹的现象。该现象同时包含干涉(interference)和衍射(diffraction)效应,是波动光学的基础实验之一。英文术语强调“double-slit”指双缝结构,“diffraction”指波绕过障碍物的特性。
波动性验证
当单色光通过两条窄缝时,每条缝自身会产生衍射(光波向各方向传播),而两缝发出的次级波相互叠加形成干涉。明纹(亮带)对应光程差为波长的整数倍(相长干涉),暗纹对应半波长奇数倍(相消干涉)。
条纹公式
条纹间距 (Delta y) 与波长 (lambda)、缝屏距离 (D)、缝宽 (a) 相关:
$$ Delta y = frac{lambda D}{d} $$
其中 (d) 为双缝中心间距。缝宽 (a) 影响衍射包络,限制干涉条纹的可见范围。
历史意义
托马斯·杨(Thomas Young)1801年首次通过双缝实验证实光的波动性,推翻牛顿粒子说,为光的电磁理论奠基。
权威参考来源
(注:链接需替换为具体文献URL,此处仅作来源示例)
双缝衍射是光通过两个相邻狭缝时,因波动性产生的衍射与干涉叠加现象。以下是其核心要点:
双缝衍射结合了单缝衍射和双缝干涉的效应。根据惠更斯-菲涅耳原理,光通过每个狭缝时,缝内各点作为次级波源发出球面波,形成衍射;同时两缝的次级波在空间中叠加,产生干涉条纹。
双缝衍射的光强由衍射因子和干涉因子共同决定: $$I = I_0 left(frac{sin alpha}{alpha}right) cos beta$$ 其中:
缺级现象:当干涉极大与衍射极小的位置重合时,原本应出现的干涉极大级次消失(即缺级)。条件为: $$d sin theta = mlambda quad text{且} quad a sin theta = nlambda$$ 其中$m$为干涉级次,$n$为衍射级次。
条纹形态:中央亮纹最宽且最亮,两侧对称分布明暗相间条纹,但受衍射包络线调制(如图像中亮纹强度逐渐减弱)。
双缝干涉 | 双缝衍射 |
---|---|
假设缝宽无限窄(仅考虑两缝间干涉) | 实际缝宽有限(叠加单缝衍射效应) |
条纹亮度均匀分布 | 条纹亮度受衍射包络线调制 |
双缝衍射实验是验证光波动性的经典实验,也是量子力学中波粒二象性研究的基础。通过调整缝宽($a$)和缝间距($d$),可观察缺级现象及条纹变化,进而分析光的波长等参数。
如需更完整的公式推导或实验模拟方法,可参考Matlab源码及光学教材。
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