光的衍射中为什么中央的最宽

Question

光的衍射中为什么中央的最宽

Answer 1

哥们,我看见你问了两个衍射的问题了,给你一并回答一下吧~
是这样,我是光学专业的研究生,如果你们是高中讲的话,应该是单缝衍射或者是矩孔衍射吧（光通过一个窄缝形成的衍射,或者一个方形的孔产生的衍射）,如果我猜错了你可以再问,我先按我猜的给你讲
总的来说衍射效应是基于惠更斯—菲涅耳原理提出的,理论上任何一种衍射屏（就是产生衍射用的遮挡物,你们应该用的是一个缝吧）所产生的衍射图像都是可以通过惠更斯—菲涅耳曲面积分算出来的,但是这个积分太复杂了,所以一般学习时都会用单缝等简单的例子来教,而且后来也有菲涅耳衍射或者夫朗和费衍射等等简化版的情况,有点复杂,就不废话多说了,反正高考也不考
关于单缝衍射而言（矩孔一样）,是有公式可以算出衍射图样的,光强分布公式为I=A[sin(t)/t]^2,
由公式看出他是一排一排的亮暗相间的条纹,条纹光强最暗的地方满足公式a*sin(x)=n*r（其中n不等于0）,其中a是缝宽,x是衍射角,n是级次（你会看到若干个暗条纹,他们的位置不同是因为公式中他们的n不同）,r是光波的波长.对上述公式两边求微分可以计算出条纹间隔e=r*f/a,其中r是波长,f是衍射屏到接收屏的距离,a是缝宽,可以看出每间隔e长度,就会出现一个光强最弱的位置,形成了由亮转弱再转亮再转弱的形式,其中每两个弱光强（暗条纹）的间隔是e
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至于为什么中间亮纹最宽,是这样的,还是拿上面的那个最小值公式来说,当n=1时会得到+1级的暗纹位置,当n=-1时得到-1级的暗纹,这两个暗条纹之间就是中央的亮条纹,而在其他位置,假设当n=2时得到一个暗纹,当n=3时又会得到一个暗纹,两个位置之间是亮条纹.自习看n的变化不难发现,中间的亮条纹相当于其他亮条纹宽度的2倍
说的有点乱,可能你也看不太明白,确实你现在可能不需要了解那么细,而且他是由一个复杂积分算出来的衍射图样,确实也不好讲解,上面全是手打,怪累的,尽力讲了不懂再问吧