陈学文 姚 雪 张家伟 陈震亚

(重庆科技学院数理学院，重庆 401331)

旋转矢量在光的干涉和衍射中的应用

陈学文 姚 雪 张家伟 陈震亚

(重庆科技学院数理学院，重庆 401331)

旋转矢量在讨论两个及两个以上简谐振动合成的问题时，是一种很方便的工具。利用旋转矢量分析计算光的干涉和衍射光强分布十分简洁直观，而无需涉及复杂的积分计算，且得到的结果与利用菲涅尔衍射积分公式得到的结果一致。利用旋转矢量讨论光的干涉和衍射问题可加深同学对振动合成、干涉和衍射相关知识的整体理解。本文利用旋转矢量具体讨论了光的干涉和单缝衍射的条纹分布和光强分布。

旋转矢量；光的干涉；光的衍射；光强分布

光的干涉和光的衍射是工科大学物理课程中十分重要的组成部分。然而，由于光的干涉和光的衍射涉及到知识点多且抽象，以及工科大学物理学时的限制，目前大多数大学物理课程中关于单缝夫琅禾费衍射条纹分布，一般采用菲涅尔半波带法定性讨论，对衍射光强的分布，一般只给出光强分布公式I=I0sin2β/β2；而在讨论光栅衍射时，对于多缝干涉的讨论，也仅仅讨论主明条纹产生条件(光栅方程)，并以结论的形式说明两条相邻的主明条纹之间有N-1条暗条纹和N-2条次级明条纹。所以在实际教学中，学生普遍感到内容分散且抽象，公式多且容易混淆，于是很难区分光的干涉和衍射现象产生明暗条纹的条件和条纹分布特点。因此，若能采用一种较为简洁的方法分析计算多缝干涉和单缝衍射条纹和光强分布，对于工科大学生较为深入理解光的多缝干涉、单缝衍射和光栅衍射(多缝干涉和单缝衍射总效应)大有帮助。……