光栅衍射中会出现缺级现象,而杨氏双缝干涉中没有缺级现象,为什么?

如题所述

光栅衍射是由N个狭缝的衍射光相互干涉形成的.即在某个衍射角θ方向上,首先必须有每个狭缝的衍射光(明纹)存在,然后N条衍射光产生干涉效应.但如果在某θ角位置上,满足光栅方程
(a+b)sinθ=±kλ, k=0,1,2… ①
使多缝干涉结果为主极大明纹,但该θ角同时又满足单缝衍射暗纹条件式:
asinθ=±k'λ k'=1,2,… ②
则此方向上无衍射光射来,更谈不上各衍射光之间的相长干涉了,所以按光栅公式本应出现明纹的位置,实际上并不出现了.这就是缺级现象.
将①÷②,有
(a+b)/a=k/k'
可见,满足此条件的k值,缺级.
那么在杨氏双缝干涉实验中,为什么没有缺级现象,而是等宽、等间距、等强度的平行直条纹呢?这主要在于双缝干涉中,每条单缝的宽度a很小,a≤λ,在这个条件下,单缝衍射的衍射角很大,以致在屏幕上单缝所产生的衍射只出现零级明纹.并且两缝中的不透明间隔的宽度b>>a.因此也就观察不到缺级现象.
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