Beugungsmuster vs. Interferenzmuster

Ich bin nicht verwirrt mit dem Unterschied zwischen Youngs Doppelspaltexperiment und Beugung.

In Youngs Doppelspaltexperiment besteht das Interferenzmuster aus hellen Streifen, die gleichmäßig getrennt sind, wobei die Trennung durch gegeben ist Δ j = D λ D Wo D ist der Spalt-zu-Bildschirm-Abstand, D ist die Spalttrennung und λ ist die Wellenlänge.

Das Beugungsmuster hat ein zentrales Maximum und die hellen Streifen auf jeder Seite sind nicht gleichmäßig getrennt, dh der Abstand zwischen dem 1. Max und dem 2. Max ist nicht gleich dem zwischen dem 2. Max und dem 3. Max.

Liegt der Grund dafür, dass Youngs Doppelspaltexperiment eine gleichmäßige Streifentrennung aufweist, darin, dass wir die Spaltbreite so schmal behandeln, dass das aus jedem Spalt austretende Licht als Punktquelle behandelt werden kann (das ist also nur eine Interferenz zwischen zwei Quellen)? Bei der Beugung haben wir jedoch eine endliche Spaltbreite, sodass die hellen Streifen nicht gleichmäßig verteilt sind. Ist es der Grund für die ungleichmäßige Verteilung heller Streifen?

Sollten außerdem für Beugungsgitter die hellen Streifen auf jeder Seite auch ungleichmäßig verteilt sein?

Bei beiden Phänomenen geht es um zulässige Werte des Querimpulses. Betrachten Sie ein Beugungsgitter gegenüber einer Anordnung mit unendlichem Schlitz.
Jedes Schlitzmuster beginnt damit, dass Licht an den Rändern der Schlitze gebeugt wird. Das beste Beispiel ist ein Einzelkanten-Beugungsmuster. Sie können leicht jedes Schlitzmuster ableiten, wie ich in "Single Edge Certainty" auf billalsept.com zeige

Antworten (2)

Die Mitte der hellen Streifen, die Sie bei Verwendung eines Beugungsgitters sehen, befindet sich tatsächlich an genau derselben Position wie die, die durch zwei Schlitze mit demselben Abstand wie zwischen benachbarten Schlitzen bei Verwendung eines Beugungsgitters erzeugt werden.

Da die Gittergleichung für n T H Maximum wird normalerweise geschrieben als N λ = D Sünde θ N und das gleiche gilt für den Doppelschlitz, man kann sagen, dass die Fransen nicht gleich beabstandet sind.

Jedoch für die normale Doppelspaltanordnung der Winkel θ N ist klein und so die Annäherung Sünde θ N θ N kann verwendet werden.
So j N D θ N = N λ D D j N + 1 j N = Δ j = ( N + 1 ) λ D D N λ D D = λ D D

Dies führt zu Streifen, die als gleichmäßig beabstandet beobachtet werden.


Der Vorteil der Verwendung eines Beugungsgitters besteht darin , dass die hellen Streifen schmal und viel heller sind als bei einer Anordnung mit zwei Schlitzen , wie hier erläutert .

Die Breite eines Schlitzes steuert die Beugungshüllkurve, dh moduliert die Intensität der Interferenzstreifen.

Bei einer Doppelspaltanordnung kann die Kleinwinkelnäherung verwendet werden. Bedeutet das, dass sich das gesamte Muster nur über einen kleinen Bereich von 𝜃 erstreckt? aber du sagtest 𝑛𝜆=𝑑sin𝜃n kann auch in Doppelschlitzanordnung verwendet werden. Daher treten bei größeren 𝜃 Streifen auf, so dass eine Annäherung mit kleinem Winkel nicht verwendet werden kann. Bedeutet das, dass die bei größeren 𝜃 aufgetretenen Streifen nicht gleichmäßig verteilt sind?
@phyphyphy Normalerweise liegt das Doppelschlitzmuster aufgrund möglicher Sichtbarkeitsprobleme über einem kleinen Bereich kleiner Werte von θ . Wenn Sie die Streifen in großen Winkeln von beobachtet haben θ dann wären sie nicht gleich beabstandet wie beim Beugungsgitter.

Um hier auf die Definitionen einzugehen, bezieht sich Interferenz auf die Wirkung von Wellen, die aufeinander treffen und sich konstruktiv oder destruktiv verbinden. Ein Beugungsmuster hingegen wird hauptsächlich durch Interferenz, aber auch durch die Wechselwirkung der Quelle mit einer Kante oder einem Spalt definiert. Ein Beugungsgitter kann ein Beugungsmuster erzeugen, ein Michelson-Interferometer dagegen nicht. Ein Beugungsmuster hat normalerweise gut definierte Lichtordnungen, aber Interferenzmuster (die nicht durch Beugung erzeugt wurden) sind normalerweise unschärfer, obwohl dies möglicherweise nicht immer der Fall ist.