科学|双缝干涉实验最新解释( 九 )
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双缝干涉条纹的变化规律
1. 双缝间距d改变：当双缝间距d增大时 ， 零级明纹中心位置不变 ， 条纹变密；当双缝间距d减小时 ， 零级明纹中心位置不变 ， 条纹变稀疏 。
2. 双缝与屏幕间距D改变：当双缝与屏幕间距D减小时 ， 条纹宽度减小 ， 零级明纹中心位置不变 ， 条纹变密；当D 增大时 ， 条纹宽度增大 ， 条纹变稀疏 。
3. 光源S位置变化：S下移时 ， 零级明纹上移 ， 干涉条纹整体向上平移 ， 条纹间距不变；S上移时 ， 零级明纹下移 ， 干涉条纹整体向下平移 ， 条纹间距不变 。
4.入射光波长改变：入射光波长增大时条纹宽度增大 ， 条纹变疏；入射光波长减小时 ， 条纹宽度减小 ， 条纹变密 。
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光的微粒模型认为光的干涉衍射现象是光在引力作用下的结果 ， 一般情况下我们并不会考虑制成单缝物体的材质 ， 不论我们用纸片还是铁片或者是玻璃片 ， 只要我们在材质上划出一条缝 ， 就会形成明暗相间的衍射条纹 。下上图是在一个不透明塑料片上划出的一条缝 ， 当我们用激光照射这条缝 ， 就会在屏幕上形成明暗相间的衍射条纹 ， 通常情况下屏幕上形成的衍射条纹的明亮分布与缝的宽度有关 。
制成单缝材料的材质不同对衍射现象的影响 。有人指出 ， 既然衍射现象是光在引力作用下发生偏转形成的 ， 那么显然制成缝的材质不同会在一定程度上影响光子的运动、进而影响形成的衍射条纹 。比如 ， 对于用纸片和铁片制成的同样宽度（比如这个宽度是0.1毫米）的单缝来讲 ， 因为铁的密度大于纸的密度 ， 所以在相同的缝宽下铁片制成的单缝其引力作用要强于纸片制成的单缝 ， 那么同样的缝宽下两者形成的衍射条纹也应该不同：因为铁片的密度大引力更强 ， 所以在相同缝宽的情况下光通过铁片制成的单缝后形成的亮条纹应该更宽；由于纸片密度较小引力作用也相对较小 ， 所以在相同缝宽的情况下光通过纸片制成的单缝后形成的亮条纹应该更窄 。
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如上图所示 ， 我们用同样形成的纸片和铁片分别制成相同宽度的单缝 ， 用激光分别照射在这两条单缝上都会在屏幕上形成衍射条纹 。因为制成单缝的材质不同 ， 纸片的密度相对较小而铁片的密度相对较大 ， 如果认为光的单缝衍射现象是由引力作用引起的 ， 则铁片制成单缝的绝大部分区域引力合力作用大于纸片制成单缝的引力合力作用 ， 这样在更强的引力作用下光子的偏转程度也应该更大 ， 光子通过铁片制成的单缝后就会在屏幕上形成更宽的亮条纹 ， 由此光的衍射现象不仅仅与缝的宽度有关还与制成缝材料的密度有关：制成缝材料密度越大衍射现象越明显、制成缝材料密度越小衍射现象越不明显 。但事实并非如此 。根据直边衍射现象的形成原因 ， 我们知道物体（不透明物体）的引力作用会对其周围一定范围内经过的光子产生影响 ， 而任一物体引力作用都有一个影响范围 ， 一般我们认为物体引力的影响范围在厘米的数量级上 。对上图中纸片制成的单缝而言 ， 纸片虽然很薄、密度较小 ， 但是它的引力同样有一定的影响范围 ， 我们可以用两根竖直的红线标出对纸片单缝有影响作用的区域；同样 ， 对图中铁片制成的单缝而言 ， 铁片虽然密度较在 ， 但是它的引力同样有一定的影响范围 ， 我们可以用两根竖直的红线标出对铁片单缝有影响作用的区域 。从图中可见 ， 纸片虽然密度较小 ， 但是在密度较小的纸片中任一点的引力作用影响范围更大 ， 在竖直的红线到单缝边缘区域内纸片引力叠加在单缝处并对由此经过的光子产生影响；铁片虽然密度较大 ， 但是在密度较大的铁片中任一点的引力作用影响范围较小 ， 在竖直的红线到单缝边缘区域内铁片引力叠加在单缝处并对由此经过的光子产生影响 。总起来讲 ， 用纸片和铁片制成的同样宽度的单缝形成的衍射条纹几乎是一样的 。
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