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夜晚,周围一片漆黑,我们观察在黑暗背景衬托下的路灯灯光,水平方向常常有彩虹一样的节带,每一节都是红色在外边而紫色在里边,垂直方向没有色彩。
而且,在彩带间还会出现一些卷曲细密的明暗条纹,这就是由于灯光通过眼睛的交叉睫毛时所造成的衍射现象。
因为上下眼帘的睫毛并立,所以在水平方向有彩带,而睫毛有弯曲,造成彩带中穿插有明暗条纹。
如果我们把眼睛眯成细缝,或者转动头部,还会产生其它种种视觉景象和衍射效应。
有时候,在熄灯以后,我们隔着蚊帐或者窗纱,观察外边的灯光夜景,也会看到灯光周围辐射出的彩色光芒,这是由于灯光经过蚊帐或者窗纱的细缝所造成的衍射现象。
若是在雨夜里,雨点滴在窗子玻璃上,隔着雨珠,看那黑暗中的灯光,周围会呈现出蛛网形状的光环,上面布满了蛛丝般的黑白条纹;这一些雨滴流去了,又落上了新的雨滴,而窗玻璃上光环的形状也随之而变幻,宛如奇妙的“万花筒”
。
大自然中,到处都有美丽壮观的景致,其中包含着深奥的道理,如果有心人坚持经常不断地细心观察,还会发现许许多多奇妙的衍射现象的。
阳光射进屋子里来,照亮了桌子上的暖瓶、瓷壶和茶碗。
如果我们眯缝着眼睛,迎着它们反射出来的光看过去,将会看到一串串的瓷壶、一串串的茶碗,而且在瓷壶、茶碗的白亮反光带两旁,还有一条条的彩带。
这就是光线经过眼睛缝发生弯曲而形成的衍射现象。
晚上,我们抬头仰望皎洁的明月,有时会看到在月亮的边缘镶有黄色、灰蓝色,甚至还有彩色的光环,这也是一种衍射现象。
由于高空的水汽过多,达到了饱和,月光通过水汽时产生了偏折,所以在地面上看去,月亮就有了光环。
这种现象,科学上称之为“月晕”
。
同样的道理,也有“日晕”
现象。
光的衍射,在工业和科研等方面,有着广泛的用途。
单狭缝衍射条纹,可以用来测定光的波长。
但是,从上述情况可以看出,单狭缝衍射条纹比较宽,利用它来测量是不会精确的。
如果将单狭缝改为平行多狭缝,也就是说,增加狭缝的数目,则入射光从多狭缝的各个单缝衍射出来之后,相遇而相干涉,就形成了特殊的衍射花样,其明条纹变狭窄了,而且狭缝的数目越多,明条纹就越细、越明亮,分得也越清。
利用这种多狭缝衍射来测定的光波长就精确多了。
根据这个原理,在一块薄的平面透明玻璃板上刻出许多条平行、等间距和等宽度的狭缝来,就形成了一种衍射光学元件——衍射光栅。
不过,光栅上那些狭缝,并没有将玻璃刻漏,只是一些刻痕而已。
光栅上的每条刻痕,如同毛玻璃,光不易透过;而刻线间的光滑部分就形成了透光狭缝。
第一块衍射光栅是德国物理学家夫琅和费于1821年制成的。
后来几经改进,有的光栅每厘米长度上刻有几百条狭缝,现代高级光栅可达到1万条以上了。
利用光栅来测定义的波长,是一种最精确的测定波长的方法。
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