Gibt es einen Unterschied zwischen einem Beugungsmuster und einem Interferenzmuster?

Ich würde sagen, Ihr Professor hat Unrecht – oder zumindest Ihre Darstellung ihrer Erklärung ist falsch.

Ein "Beugungsgitter" ist falsch benannt. Es wäre besser, es ein Interferenzgitter zu nennen.

„Interferenz“ – wie sie von Youngs Schlitzen und dem Gitter gezeigt wird – beinhaltet das Addieren von Amplituden von einer Reihe von Punktquellen (2 oder N), und die Phasendifferenzen ergeben ein Muster.

„Beugung“ – wie sie durch einen einzelnen Schlitz, eine kreisförmige Apertur oder eine Kante dargestellt wird – beinhaltet das Integrieren von Amplituden über eine einzelne ausgedehnte Quelle, und die Phasenunterschiede ergeben ein Muster.

Sie sind also im Grunde gleich, aber Sie bekommen$\Sigma$im ersten u$\int$in dieser Sekunde.

Ein echtes Gitter oder Schlitzpaar ist keine Punktquelle, sondern hat eine endliche Ausdehnung (oder nichts würde durchkommen) und beinhaltet beides.

Dies ergibt Muster wie dieses (entnommen aus https://en.wikipedia.org/wiki/File:Double-slit_diffraction_pattern.png )

wobei die grüne Linie aus der Faltung des breiten Beugungsmusters, das von der Breite der verwendeten Schlitze abhängt, und des Interferenzmusters, das vom Schlitzabstand abhängt, stammt.

Das Hinzufügen von mehr Schlitzen macht die grünen Spitzen schmaler, ändert aber nicht die Streifentrennung oder die Gesamthüllkurve.

Du bist nicht allein.

Es ist einfach, eine Definition von Interferenz zu geben . Es ist die Folge der Überlagerung der Feldamplitude. Manchmal addieren sie, manchmal subtrahieren sie.

Das Wort Beugung verursacht Probleme, weil es keine einfache Ein-Satz-Definition zulässt. Zum Teil liegt dies an der schlampigen Verwendung der beiden Wörter. Eine Arbeitsdefinition, die die meiste Zeit funktioniert, ist „das Phänomen, dass Licht seine Richtung aufgrund eines Hindernisses im Lichtweg ändert“.

Ein Laser erzeugt einen schmalen Lichtstrahl. Ein auf ein weit entferntes Objekt gerichteter Laser erzeugt einen kleinen Lichtkreis. Wie weit ist „weit“? Wenn Sie den auf verschiedenen Objekten in der Nähe gebildeten Fleck betrachten, bleibt der Fleck mit zunehmender Entfernung zum Objekt gleich groß. Wenn Sie weiter entfernte Objekte betrachten, werden Sie feststellen, dass der Fleck mit zunehmender Entfernung immer größer wird. Wenn ich weit genug wegschaue, stellen wir fest, dass die Größe des Flecks linear mit der Entfernung von der Quelle variiert. Das Licht verhält sich so, als ob es von einer Punktquelle emittiert worden wäre. Mal ein Strahl, mal wie von einem Punkt aus sich ausbreitend. Dies ist ein Beugungsphänomen , aber es gibt kein Hindernis, das bewirkt, dass das Licht die Richtung ändert. Die Richtungsänderung ist auf etwas anderes als ein Hindernis zurückzuführen.

Das Verhalten kann verstanden werden, wenn man sich vergegenwärtigt, dass die einzelnen Lichtstrahlen, die aus einem Laser kommen, ihren Ursprung von verschiedenen Atomen haben, die sich an verschiedenen Stellen des Laserhohlraums befinden. Wenn die Strahlen den Laser verlassen, interferieren sie alle so, dass die Ausbreitung wie ein Strahl in der Nähe, aber wie ein weit entfernter Punkt ist. Siehst du das Wort stören dort?

Kehren wir zum Fall eines Hindernisses im Lichtweg zurück. Das Licht ändert die Richtung an der Grenze. Sie haben das selbst im Zusammenhang mit der Lichtausbreitung durch die Schlitze in Youngs Experiment erwähnt. Warum wird das Licht nicht einfach durch das Hindernis blockiert, so dass man auf der anderen Seite des Schlitzes einen "Schatten" mit einer scharf definierten Kante bekommt. Das kapierst du nicht. Sie erhalten einen Halbkreis. Bei großen Winkeln nimmt die Lichtintensität ab, aber es schaltet sich nicht einfach ab, als würde das Hindernis einen Schatten werfen. Was ist damit?

Das einfallende Licht regt einzelne Atome/Moleküle am Rand des Hindernisses an. Jedes einzelne Atom/Molekül strahlt dann zurück. Aber das Atom/Molekül ist sehr klein, eine Punktquelle, also breitet sich das Licht von jedem von ihnen in einem sphärischen Muster in alle Richtungen aus. (So ​​ändert das Licht die Richtung.) Das Licht von jedem Atom/Molekül interferiert mit dem Licht aller anderen (und mit den Strahlen, die das Hindernis nicht treffen) und bildet das Intensitätsmuster, das Sie auf der anderen Seite sehen das Hindernis. Sehen Sie das Wort stören dort?

Beugung ist ein Interferenzphänomen. Und jetzt haben wir ein semantisches Durcheinander und verwirrte Studenten.

Ihre Intuition über ein Beugungsgitter ist richtig, aber es wird normalerweise nicht so beschrieben. Wir nennen es Beugungsgitter , aber vielleicht sollte man es besser Beugungs-Interferenz-Gitter nennen . Das ist ein umständliches Wort.