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  • 高二選修物理光的衍射實(shí)驗(yàn)

    高二選修物理光的衍射實(shí)驗(yàn)
    在實(shí)驗(yàn)中,為什么靠近中央亮紋處是紫光,而遠(yuǎn)離中央處是紅光?
    為什么正好與色散實(shí)驗(yàn)?zāi)莻€(gè)順序反過(guò)來(lái)了?
    其他人氣:477 ℃時(shí)間:2020-09-06 17:21:41
    優(yōu)質(zhì)解答
    這是一個(gè)細(xì)心觀察、善于思考才發(fā)現(xiàn)的好問(wèn)題.
    1、按高中已有的知識(shí)來(lái)理解,衍射是光繞過(guò)障礙物偏離直線傳播路徑而進(jìn)入陰影區(qū)里的現(xiàn)象.當(dāng)光的波長(zhǎng)比孔或障礙物小得多時(shí),光可看成沿直線傳播(一種近似的規(guī)律);在孔或障礙物可以跟波長(zhǎng)相比,甚至比波長(zhǎng)還要小時(shí),衍射就十分明顯.
    由于紫光的波長(zhǎng)比紅光的波長(zhǎng)要小得多,所以和孔或障礙物的尺寸相比,紅光受到的影響更大(波長(zhǎng)比較長(zhǎng),更易于比孔或障礙物的尺寸?。?發(fā)生的衍射現(xiàn)象也更明顯——紅光遠(yuǎn)離中央.
    2、色散實(shí)驗(yàn)和折射率有關(guān).光從真空射入介質(zhì)發(fā)生折射時(shí),入射角i的正弦值與折射角r正弦值的比值(Sin i/Sin r)為n,叫做介質(zhì)的“絕對(duì)折射率”,簡(jiǎn)稱“折射率”.
    色散問(wèn)題與折射率n和單色光的頻率f有關(guān).必修課本第二冊(cè)第199頁(yè)的表中數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論:對(duì)于同種介質(zhì),色光的頻率f越高,其折射率n越大(這是正常色散的規(guī)律).所以,頻率大的紫光就偏折得更遠(yuǎn),這與衍射現(xiàn)象情況相反,但產(chǎn)生的原理是不一樣的.
    拓展知識(shí):如果頻率大的光感受的折射率大,那么這樣的介質(zhì)叫做正常色散的介質(zhì).反之就是反常色散介質(zhì).
    3、組成自然光的單色光,按波長(zhǎng)(從長(zhǎng)到短)順序:紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫.(頻率逐漸增加)
    有意思的推導(dǎo):設(shè)光在某種媒質(zhì)中的速度為v,由于真空中的光速為c,所以這種媒質(zhì)的絕對(duì)折射率公式:n=c/v.那么f=v/λ=(c/n)/λ=c/(nλ).即有c/n=fλ=v,結(jié)果推出不“色光的頻率f越高,其折射率n越大”的關(guān)系,因?yàn)檫@里有三個(gè)變量,fλ是共同作用的.可見(jiàn),高中還不要求這方面規(guī)律的推導(dǎo),只要求了解這一結(jié)論而已.
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