高中定量 · 初中直观拓展 · 光学 · 衍射
缝越窄,光为什么散得越开?
单色远场、均匀单缝;暗纹角满足sinθ=λ/a,屏宽用小角近似。缩窄单缝,观察中央亮带扩散。
单缝衍射:问题从哪里来?
狭缝变窄,光斑反而变宽,这是几何光线很难解释的现象。夫琅禾费系统研究远场衍射,后来衍射成为光谱仪和望远镜设计不可绕过的限制。
读一段背景,带着问题动手
从观察到解释
把证据带回纸上
展开关系与推导
第一暗纹sinθ=λ/a;中央亮纹宽≈2λL/a;I/I₀=(sinβ/β)²。
固定哪些量?改变哪个量?列出两组数值,写出关系,再说明一个不能套用的条件。实验支持猜想,一般证明需要理由。
先预测,再用证据解释
把这次发现,留给下次的自己
中央亮带宽度与缝宽成什么关系?
换个条件,再试一次
同样缝宽,把屏移远会怎样?
看哪里?
三维保留同一场、波或观测证据的空间示意;图线不是额外测得的实体轨迹,数值见同步读数。
仅此浏览器保存最近两组,第三组替换最早一组。条件、预测和解释一起保存;文字不自动判分。与原实验的临时记录分别保存。
尚未保存。启用交互后可以记录;请勿在这里填写个人身份信息。
先修与两种探索深度
先认识光学 · 衍射涉及的量与单位:缝宽(mm)、波长(nm)、屏距(m)。高中定量 · 初中直观拓展为内容层次提示,未核对具体教材。
先看现象:缩窄单缝,观察中央亮带扩散。
再做定量:保持其他条件,比较缝宽与中央亮纹宽度(mm),再对照下方关系。
模型、来源与核验边界
第一暗纹sinθ=λ/a;中央亮纹宽≈2λL/a;I/I₀=(sinβ/β)²。
对照核验提示:宽缝:缝宽 0.2 mm;窄缝:只改变缝宽 0.1 mm。按这些题设自己操作并比较中央亮纹宽度,不把参考情景当个人完成。
适用范围:中央宽度11.000 mm;图面角度为放大示意,数值采用远场近似。
OpenStax · Single-Slit Diffraction(延伸阅读;链接和公式适用性尚需逐项外部复核) ↗
本页为模型探索,未认证具体教材章节;真实学生和教师反馈尚待推广后收集。