题目
相同半径的一个圆盘和一个圆孔的夫琅和费衍射图样A.强度分布完全相反。A. 强度分布完全相反。B. 强度分布完全相同。C. 除衍射图样中心处外,强度分布相同。D. 除衍射图样中心处外,强度分布相反。
相同半径的一个圆盘和一个圆孔的夫琅和费衍射图样A.强度分布完全相反。
A. 强度分布完全相反。
B. 强度分布完全相同。
C. 除衍射图样中心处外,强度分布相同。
D. 除衍射图样中心处外,强度分布相反。
题目解答
答案
C. 除衍射图样中心处外,强度分布相同。
解析
考查要点:本题主要考查夫琅和费衍射中圆孔与圆盘衍射图样的强度分布关系,需理解互补光阑的衍射特性。
解题核心思路:
- 互补光阑概念:圆孔(透光)与圆盘(遮挡)是互补光阑,它们的衍射场振幅相同,相位相反。
- 强度与振幅的关系:强度是振幅的平方,因此相位相反不会改变强度分布,但需注意中心点的特殊性。
- 中心点差异:圆孔衍射中心为亮斑(艾里斑),圆盘中心为暗点,但外围环的强度分布完全相同。
破题关键:
- 明确互补光阑的衍射场关系(振幅相同、相位相反)。
- 区分强度与振幅的关联,排除相位对强度的影响。
- 特别注意中心点的明暗差异,其他区域强度相同。
衍射场的互补关系
对于相同半径的圆孔和圆盘:
- 圆孔的衍射场:透光区域为圆孔,其衍射场由菲涅尔积分决定,中心为亮斑(艾里斑)。
- 圆盘的衍射场:遮挡区域为圆盘,其衍射场可视为互补光阑(圆孔)的衍射场振幅相同、相位相差$\pi$。
强度分布的比较
- 振幅相同:圆孔与圆盘的衍射场振幅相同,因此强度分布(振幅平方)在除中心外的区域完全一致。
- 中心点差异:
- 圆孔中心为相长干涉(强度最大)。
- 圆盘中心为相消干涉(强度最小)。
- 外围环特性:两者的衍射环宽度、间距及强度大小均相同。