Über Überlagerung in Beugung

Ich bin Gymnasiast und lerne Physik. Ich lerne derzeit etwas über die Beugung von Wellen, seien es Wasserwellen oder Lichtwellen, in Systemen, in denen es zwei Schlitze gibt, durch die sie gebeugt werden können.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich habe 2 Fragen zu dieser Beugung:

  1. Wo sind die Wellenberge und wo die Wellentäler in den Diagrammen? Sind die Leerstellen die Täler und die roten Linien die Spitzen?

  2. Ich verstehe, dass konstruktive Interferenz auftritt, wenn sich die Spitzen von 2 Wellen ausrichten, und destruktive Interferenz, wenn die Spitze der Welle auf das Tal einer anderen Welle trifft. Aber warum tritt im obigen Diagramm konstruktive Interferenz in der Mitte auf (dargestellt durch hell)? Und warum tritt destruktive Interferenz auf den 2 Seiten des Zentrums auf (dargestellt durch dunkel), gefolgt von weiteren 2 Zonen konstruktiver Interferenz (dargestellt durch hell)?

Lässt sich all dies auf dem Niveau eines Gymnasiasten und ohne auf Calculus basierende Mechanik erklären?

Ich habe Ihre Skizze für eine Frage zu Was wir erwarten, zum Messen von EM-Wellen mit ebener Welle verwendet .

Antworten (1)

  1. Ja, die roten Linien stellen die Spitzen dar, die als Wellenfronten bezeichnet werden . Die Zwischenräume sind Mulden.

  2. Konstruktive Interferenz tritt auf, wenn zwei Wellenfronten zusammenfallen (ihre Amplituden addieren sich). Destruktive Interferenz tritt auf, wenn eine Wellenfront mit dem Wellental zusammenfällt (ihre Amplituden heben sich auf). Dies wird durch Berechnung der Wegdifferenz ermittelt. Die Wegdifferenz ist die Differenz der Entfernung, die von den beiden Wellen bis zum Bildschirm zurückgelegt wird. Unter der Annahme, dass die beiden Quellen zueinander kohärent sind, also in Phase sind, bestimmt der Gangunterschied dann den Phasenunterschied, wenn das Licht an einem Punkt auf dem Bildschirm ankommt.

    Wir gehen davon aus, dass der Bildschirm im Vergleich zur Schlitztrennung (was die Standardannahme ist) weit entfernt ist. Lassen Sie die Schlitztrennung sein D , und schauen Sie auf einen Punkt auf dem Bildschirm A ( es könnte hilfreich sein, ihn zu zeichnen ). Lassen Sie die Linie, die den Punkt A mit der Mitte der Schlitze verbindet, einen Winkel bilden θ mit der Linie, die die Mitte des Bildschirms mit der Mitte der Schlitze verbindet. Wir verbinden jeden der Schlitze mit Punkt A und verwenden ähnliche Dreiecke für konstruktive Interferenz

    D S ich N θ = N λ , N ∈ Z +
    Wo λ ist die Wellenlänge. Lassen Sie mich diese Formel erklären. D S ich N θ ist die Differenz der Entfernung, die das Licht von den beiden Schlitzen bis zum Punkt A zurücklegt. N ∈ Z + weil sich die beiden kohärenten Strahlen um eine ganze Anzahl von Wellenlängen unterscheiden müssen, damit sich die Wellenfronten wieder treffen. In ähnlicher Weise haben wir für destruktive Interferenz
    D S ich N θ = ( N + 1 2 ) λ , N ∈ Z +
    weil sich ihre Abstände um eine halbe Wellenlänge unterscheiden müssen, damit sich ihre Amplituden aufheben. Dies kann verwendet werden, um die Fransenbreiten weiter abzuleiten.

Ich hoffe, ich habe es einfach genug erklärt.

Über Überlagerung in Beugung
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