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衍射和干涉的区别

Introduction

在我们的日常生活中，我们观察到各种各样的现象，比如雨后天空中形成了彩虹，白光分裂成七种颜色，当水落在汽油上时，它也会显示出不同的颜色。所有这些现象都与光的光学现象有关。在本教程中，我们将讨论衍射和干涉这两个重要现象。

在经典物理学中，衍射一词首先是用惠更·弗雷斯纳尔原理来解释的。在此之后，不同的科学家进行了不同的尝试，以他们的方式解释这些术语。它在生物大分子研究中有应用。而干扰削弱了信号无线电传输中的应用。

What is Diffraction?

这是一个波或光线通过障碍物边缘而膨胀的过程。在这个过程中形成的图案被称为衍射图案。我们可以很容易地在日常生活中观察到衍射现象。例如，当光线照射到CD和DVD上时，它们会显示出彩虹图案。这些起到衍射光栅的作用。衍射有两种类型。

菲涅耳类：光源与孔径或孔径与屏幕之间的距离是有限的，这种衍射被称为菲涅耳类。

Fraunhofer类：在这种类型的衍射中，屏幕与狭缝相距无穷远。

Diffraction	Interference
Wave sppt at sharp edge or corners of the spt. This phenomenon is called diffraction. It takes place because of the superposition of secondary waves starting from various parts of the same wavefront.	when two waves combine and form another wave this phenomenon is called interference. It takes place because of the superposition of secondary waves, starting from two different wavefronts that must be obtained from a coherent source.
Does not require a coherent source.	Source should be a coherent source.
Maxima is varying and the width of the central bright fringe is twice the width of any secondary maxima.	Maxima is constant and all bright and dark fringes are of equal width.
Intensity of the bright fringe decreases as we move from the central bright fringe on either side.	All bright fringes are of the same intensity.
Contrast is Weak: Dark fringe region is not perfectly dark	The Contrast is Strong: Dark fringe region is perfectly dark.

Fig:1 Diffraction pattern using single spt

Thurth,my own, SingleSptDiffraction, CC BY-SA 3.0

Condition for Diffraction

当障碍物的尺寸或宽度小于光束波长的当量时，就会发生衍射。光波的波长越高，衍射就越多。即$mathrm｛lambda ge a｝$，其中a是狭缝宽度

Diffraction of Light at a Single Spt

在这种衍射中，我们使用特定宽度的单个狭缝来观察衍射图案。需要注意的是，狭缝的宽度必须小于光的波长。让我们考虑一个宽度为a的狭缝AB，D是屏幕与狭缝的距离。

设P为高程点。OP之间的距离是y。

Fig:2 Single spt experiment

从图中我们观察到，两条射线以路径差$mathrm｛frac｛a｝｛2｝sin heta｝向点P传播$

Condition for secondary maxima (bright fringe):

二次极大值条件也称为亮条纹条件。我们已经观察到P是一个亮点。明亮的条纹位于$mathrm｛frac｛3 lambda｝｛2｝、frac{5 lambda｝$

$$mathrm｛a sin Theta=（2n+1）frac｛lambda｝｛2｝｝$$

Condition for secondary minima (dark fringe):

对于次极小值，我们观察到P是一个暗点，那么暗条纹位于$mathrm｛lambda，2lambda，3lambda…………｝$

$$mathrm｛a sin Theta=nlambda｝$$

中心最大值的条纹宽度大于其他条纹，并且所有亮条纹的强度都不同，这可以在下面的图像中看到。

我们可以看到，在下面给出的实验图像中，中心条纹比其他条纹更亮，也比其他条纹宽。

Interference and its Types

The phenomenon in which two waves of different ampptude are superimposed with each other and give a resultant wave with a new ampptude. The magnitude of ampptude depends on the type of interference. There are two types of interference.

构造干涉：当两个波以相同的速度和相位在同一方向上传播时。然后这些波会受到相长干涉。合成波的振幅和能量高于单个波。

破坏性干扰：当两个波以相同的速度在同一方向上传播但异相时，这些波形成破坏性干扰。合成波的振幅小于单个波的振幅。

Condition for Interference

存在一些干扰条件。我们将逐一讨论

第一个是源应该是相干的。从而使源处的相位差保持恒定。

光源应该是单色的。

两个波的振幅和频率应该是相同的。

光源应该很小或很窄。

Difference between Diffraction and Interference

Diffraction Interference

Wave sppt at sharp edge or corners of the spt. This phenomenon is called diffraction. It takes place because of the superposition of secondary waves starting from various parts of the same wavefront.
when two waves combine and form another wave this phenomenon is called interference. It takes place because of the superposition of secondary waves, starting from two different wavefronts that must be obtained from a coherent source.

Does not require a coherent source.
Source should be a coherent source.

Maxima is varying and the width of the central bright fringe is twice the width of any secondary maxima.
Maxima is constant and all bright and dark fringes are of equal width.

Intensity of the bright fringe decreases as we move from the central bright fringe on either side.
All bright fringes are of the same intensity.

Contrast is Weak: Dark fringe region is not perfectly dark
The Contrast is Strong: Dark fringe region is perfectly dark.

Conclusion

在本教程中，我们讨论了叠加原理。还研究了干涉和衍射，因为这两者都是基于叠加原理。我们还讨论了衍射和干涉的类型。为了获得衍射和干涉图案，光源的光必须是相干的。这意味着光必须以相同的方向、相同的速度、相同的相位传播。

FAQs

Q1.什么是单色光

答：单一波长的光被称为单色光。它的意思是一个单一颜色的灯。例如，波长为400的单色光是紫色。

Q2.同一家公司的两盏灯，相同的额定功率，相同的输入电压，是否可以作为相干源

答：不，两个独立的源永远不能作为一个相干源。因为它们没有相同的相位差。

Q3.叠加的原理是什么

这个原理表明，当两个波相互重叠时，合成波的振幅等于单个波的总和。

$$mathrm｛Y=Y_1+Y_2｝$$

Q4.相干源是什么

发射相同波长、相同频率、相同相位的连续光波的光源具有恒定的相位差，称为相干光源。

问题5.获得相干源的条件是什么

答：以下是相干源的条件

这两种光源应该发出单色光

来自两个光源的光波之间的路径差应该很小。

问题6.什么是衍射光栅

答：这是一种光学工具，可以将白光按波长分解为光成分。不同波长的光被不同的角度衍射。衍射光栅是由大量的狭缝组成的。

Introduction

What is Diffraction?

Condition for Diffraction

Diffraction of Light at a Single Spt

Condition for secondary maxima (bright fringe):

Condition for secondary minima (dark fringe):

Interference and its Types

Condition for Interference

Difference between Diffraction and Interference

Conclusion

FAQs

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