🔬 光的衍射现象实验

观察光通过单缝和圆孔时的衍射现象,探索光的波动性

⚙️ 实验参数

📐 光路示意

💡 观察提示

• 缝宽越小,衍射条纹越宽
• 波长越长,条纹间距越大
• 中央明纹宽度是其他明纹的2倍

观察屏

📖 实验原理

当光通过宽度与波长相当的狭缝时,会发生明显的衍射现象。 根据惠更斯-菲涅尔原理,缝上各点可看作次波源,这些次波相互干涉形成衍射图样。

暗纹条件:a·sinθ = kλ (k=±1,±2,...)
中央明纹角宽度:Δθ = 2λ/a

结论:单缝衍射现象证明了光具有波动性。缝宽越接近波长,衍射现象越明显。

⚙️ 实验参数

📐 光路示意

💡 观察提示

• 圆孔越小,艾里斑越大
• 中央亮斑(艾里斑)集中了84%的光能
• 衍射环间距不等,越外越密

观察屏

📖 实验原理

当光通过直径与波长相当的圆孔时,在屏幕上形成艾里衍射图样—— 由中央亮斑(艾里斑)和周围明暗相间的同心圆环组成。

艾里斑角半径:θ₁ = 1.22λ/D
艾里斑线半径:r₁ = 1.22λL/D

结论:圆孔衍射是光波动性的重要证据,也决定了光学仪器的分辨本领(瑞利判据)。