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光栅衍射公式推导(如何推导光栅衍射光强分布)

光栅衍射公式推导(如何推导光栅衍射光强分布)

更新时间:2024-01-08 22:17:30

光栅衍射公式推导

关于这个问题,光栅衍射公式的推导可以采用菲涅尔衍射原理。

首先,考虑一个平行光束垂直照射到一个具有N个等间距的狭缝的光栅上。设光栅的周期为d,每个狭缝的宽度为a。对于每个狭缝,可以看作是一个波阵面,根据菲涅尔衍射原理,波阵面可以看作是由无数个点光源发出的球面波组成的。

假设通过光栅上的第i个狭缝的光波到达观察点的角度为θ,根据几何关系,可以得到:

d*sinθ = iλ

其中,d*sinθ表示观察点与光栅上第i个狭缝之间的距离,i表示从中心狭缝开始的序号,λ表示光的波长。

将上述公式进行变形,可以得到:

sinθ = iλ/d

根据小角近似条件,当θ很小时,可以近似地认为sinθ ≈θ,即:

θ ≈ iλ/d

这就是光栅衍射的主要公式,也叫做光栅衍射公式。根据该公式,可以计算出不同角度下的衍射角度,从而确定衍射的方向和强度。

需要注意的是,光栅衍射公式只适用于小角度的近似情况,当角度较大时,需要考虑更为复杂的衍射理论。

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