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单缝衍射英文解释翻译、单缝衍射的近义词、反义词、例句

英语翻译:

【化】 single slit diffraction

分词翻译:

单的英语翻译:

odd; single
【医】 azygos; mon-; mono-; uni-

缝的英语翻译:

seam; sew; slot; stitch
【化】 opening
【医】 crevice; nesis; raphe; rhaphe; seam; sutura; suturae; suturation
suture; suture joints; suturing

衍射的英语翻译:

diffract; diffraction
【化】 diffraction
【医】 diffraction

专业解析

单缝衍射(Single-slit diffraction)是波动光学中的经典现象,指光波通过狭缝后发生偏离直线传播路径的干涉现象。当光波通过宽度接近其波长的狭缝时,会在接收屏上形成明暗相间的衍射条纹,这一现象由惠更斯-菲涅耳原理定量描述。

根据夫琅禾费衍射理论,单缝衍射的光强分布公式为: $$ I(theta) = I_0 left( frac{sinbeta}{beta} right) $$ 其中$beta = frac{pi a sintheta}{lambda}$,$a$为缝宽,$lambda$为波长,$theta$为衍射角。该公式表明光强随角度呈现$operatorname{sinc}$函数分布,中央明纹宽度是其他明纹的两倍。

实验验证显示,当缝宽减小时,衍射效应愈加显著。例如用氦氖激光(波长632.8 nm)照射0.1 mm宽狭缝时,在1米外的屏幕上可观测到间距约6 mm的衍射条纹。这种现象证实了光的波动本质。

该原理在精密测量领域有重要应用,如激光衍射测径仪通过分析衍射条纹间距反推被测物尺寸,测量精度可达微米级。美国国家标准与技术研究院(NIST)将其列为纳米尺度测量的基准方法之一。

权威参考文献:

  1. 《大学物理学:波动光学篇》(高等教育出版社)
  2. Georgia State University HyperPhysics数据库单缝衍射条目
  3. 中国科学技术大学物理实验教学中心《光学实验手册》
  4. MIT开放课程《经典力学》第15讲衍射理论

网络扩展解释

单缝衍射是光波通过狭缝时绕过障碍物传播的波动现象,其核心特征为光强分布呈现明暗相间的条纹。以下是详细解释:

一、基本定义

单缝衍射属于夫琅禾费衍射(远场衍射),指平行光通过狭缝后,在远处屏幕上形成特定干涉图样的现象。当光波长与缝宽相当或更大时,衍射效应显著。

二、物理原理

  1. 惠更斯-菲涅耳原理
    缝上每一点视为次级波源,发出的子波在传播中干涉叠加,形成衍射图样。
  2. 光程差分析
    相邻子波到达屏幕某点的光程差为 $Delta = a sintheta$($a$为缝宽,$theta$为衍射角)。当 $Delta = mlambda$($m$为整数)时,出现暗纹;当 $Delta = (m+frac{1}{2})lambda$ 时,出现明纹。

三、衍射图样特征

  1. 中央明纹
    最亮且宽度是其他明纹的两倍,对应$theta=0$时光程差为零的叠加增强区。
  2. 次级条纹
    两侧对称分布明暗相间条纹,亮度随级次增加迅速衰减。暗纹位置满足: $$ a sintheta = mlambda quad (m=pm1,pm2,dots) $$
  3. 条纹宽度
    中央明纹半角宽度为 $Deltatheta = lambda/a$,缝宽越小或波长越大,衍射越显著。

四、光强分布公式

单缝衍射光强由下式描述: $$ I(theta) = I_0 left[frac{sinbeta}{beta}right] quad text{其中} quad beta = frac{pi a sintheta}{lambda} $$

五、实验现象

六、应用与意义

单缝衍射是波动光学的基础现象,用于测量光波长、分析晶体结构(如X射线衍射),并为光栅衍射研究提供理论支持。

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