Wat is het verschil tussen diffractie met enkele spleet en dubbele spleet?


Beste antwoord

Bij diffractie met enkele spleet verspreidt het licht zich in een lijn loodrecht op de spleet. Er worden geen bijzondere interessante verschijnselen waargenomen.

Maar bij een diffractie met dubbele spleet diffracteert het licht wanneer het door de spleten gaat, maar de lichtgolven die uit die spleten komen, interfereren met elkaar om een ​​interferentiepatroon op het scherm te produceren. Het licht wordt in een lijn verspreid, zoals in de enkele spleet, maar hier is er interferentie, waardoor gebieden met constructieve (heldere randen) en destructieve (donkere randen) interferentie worden geproduceerd en een zeer heldere plek in het midden van het scherm, de zogenaamde centrale maxima.

Dus als we alleen naar diffractie kijken, is er geen verschil tussen een enkele spleet en een dubbele spleet omdat in beide gevallen diffractie optreedt; maar in een dubbele spleet is er zowel diffractie als interferentie tussen de afgebogen stralen.

Antwoord

In zekere zin heel weinig: het zijn beide eenvoudige toepassingen van Fourier-optica . Het verbindende principe is dat het patroon op een scherm op afstand de (kwadraat van de) 2D Fourier-transformatie is van de functie die de spleet beschrijft. Voor de ene is het een enkele rechthoekige pulsfunctie (1 over de breedte van de spleet; 0 elders), en voor de andere is het een dubbele rechthoekige pulsfunctie.

Wat interessant wordt, is dat je de dubbele rechthoekige pulsfunctie als de Convolutie van de enkele rechthoekige pulsfunctie met een dubbele Dirac-deltafunctie . De convolutie-bewerking plaatst in feite een kopie van de eerste functie overal waar de tweede functie niet-nul is, dus als je twee deltafuncties als de tweede functie gebruikt, krijg je twee perfecte kopieën.

Dan door een standaard resultaat in Fourier-analyse, de FT van de convolutie is het product van de FTs van de functies.

Dus het perfect regelmatige patroon van strepen dat we associëren met diffractie met dubbele spleet is in feite de FT van een dubbele deltafunctie, en het wordt vermenigvuldigd met het ongelijke sinc-functiepatroon van elke spleet afzonderlijk:

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *