物理 · 光學

衍射

模擬載入中

Open Model Lab 正在為這個概念準備即時實驗台、控制項與圖表區。

總結

你學會了甚麼

建議下一步: 打開概念測驗不離開這個概念，先確認核心想法是否已經掌握。
接下來讀甚麼: 雙縫幹渉Put interference fringes inside the envelope

關鍵重點

Diffraction spread is controlled mainly by the wavelength-to-slit ratio lambda / a.
The first minimum gives a concrete marker for the width of the central bright region.
Moving the probe samples a different screen point; it does not by itself change the pattern.
Single-slit diffraction becomes the envelope that shapes later double-slit and imaging patterns.

常見迷思

A narrower opening does not make the outgoing beam narrower; when a becomes smaller relative to lambda, the diffraction peak spreads wider.

更窄的開口減小了源區域的寬度，但同時增加了出射波的散射。

先留在這個概念

想再鞏固這個概念時，可以在這裡複習、測一測或自由探索。

更多練習選項回到實驗台複習 · 例題

練習選項回到實驗台複習帶著關鍵控制和圖表，再走一次引導式設定。
練習選項例題自己試完設定後，再對照已完成的例題步驟。
練習選項在實驗台自由探索轉到下一個概念前，先自由試玩即時控制。

接下來讀甚麼

用最相關的延伸概念，順勢接續下一段學習。

接下來讀甚麼Put interference fringes inside the envelope雙縫幹渉
更多延伸閱讀光學解析度 / 成像限制 · 波干涉
1. 接下來讀甚麼Use aperture spread as an imaging limit光學解析度 / 成像限制
2. 接下來讀甚麼Review phase and path difference波干涉

參考

參考與支援

如果你想在引導流程之後再慢慢看完整解釋、例題或無障礙說明，可以回到這些較安靜的段落。

想再走一次較慢的參考節奏時，可以回來這裡。

打開參考與支援

公式速覽Single-slit spread · 邊緣到邊緣的路徑差顯示 3 條公式

Read the first minimum as the practical width marker, then use edge-path difference and intensity to explain why the graph gets bright or dim.

Single-slit spread
$sin θ_{1} \approx \frac{λ}{a}$
當邊緣到邊緣的路徑差增長至一個波長時，第一個暗點出現。
邊緣到邊緣的路徑差
$Δ r_{e d g e} \approx a sin θ$
slit 的頂部和底部以略有不同的路徑長度投射到同一螢幕點。
單縫強度
$\frac{I}{I _{0}} = (\frac{s i n β}{β})^{2}$
明亮的中央區域和較弱的側部區域來自衍射包封的平方。

例題

實時衍射檢查

想逐步查看同一個概念如何被帶出來時，再打開這些例題。

凍結步驟

逐步查看凍結例題

凍結步驟

這些示例直接從實時狀態讀取當前縫的幾何形狀，因此代數與螢幕上看到的圖案保持一致。

支持者方案會解鎖已儲存學習工具、精確狀態分享，以及支援這條引導流程的更深入複習面板。

查看方案

例題 1 / 2

凍結數值使用凍結參數

對於當前縫寬 a = 2.4 和波長 lambda = 1，第一衍射最小值應該在哪裡出現？

a

縫隙寬度

2.4 m

l amb d a

波長

1 m

l amb d a / a

Wavelength-to-slit ratio

0.42

1. 從第一最小值條件開始

Use the single-slit condition

sin (θ_{1}) \approx λ / a

2. 代入活躍的開口和波長

sin (θ_{1}) \approx 1/2.4 = 0.42

3. 閱讀幾何結果

θ_{1} = sin^{- 1} (0.42) = 25.0 6^{\circ}

第一最小值結果

θ_{1} = 25.0 6^{\circ}

The first minimum sits about 25.06^\circ from the center, so the central peak spans roughly 5.05 m on the screen.

散射範圍檢查點

您希望中央衍射峯散開而不移動螢幕。哪個控制項是最可靠的移動？

先做預測，再揭開下一步。

選擇應該改變波長、縫隙寬度還是探測器位置。

用即時實驗台檢查你的推理。

增加波長或減少縫隙寬度，使 λ / a 比例變大。

探測器位置僅取樣現有模式的不同部分。當波長相對於開口變得更大時，實際散開會改變。

快速測驗

正在載入已保存的測驗狀態。

推進衍射光學

把這個想法往前推

只有當你想讓目前的模型延伸成更大的分支時，才打開下一個概念、路線或路徑。

雙縫圖案光學

雙縫幹渉

使用兩個相干縫和一個螢幕，將路徑差、相位差與條紋間距與波長、縫間距及螢幕距離聯絡起來，在一個緊湊的光學平台上。

成像極限鏡面與透鏡

光學解析度 / 成像限制

透過一個有限的孔徑觀看兩個鄰近點源的成像，瞭解衍射、波長和孔徑直徑如何限制光學系統將其分離得有多清晰。

相位總結波動

波干涉

將兩個相干波源疊加，追蹤其路徑差以獲得相位差，在同一即時螢幕上觀察明亮和暗淡區域的出現。

工作台工具與分享連結

先把穩定概念連結和精確狀態分享收起來，等你真的要重新打開或分享工作台時再展開。

試試這個設定

跳到某個命名好的實驗台狀態，或直接複製你目前正在看的狀態。分享連結會重新打開同一組控制、圖表、疊層與比較脈絡。

目前實驗台

Center bright 預設場景

這個實驗台目前顯示的是其中一個概念作者預設場景。

打開預設實驗台

已儲存設定

已儲存設定屬於支持者方案學習工具；穩定的概念連結仍會對所有人保留。

正在確認已儲存設定權限

Open Model Lab 正在判斷這個實驗台可否只儲存在本機、同步到帳戶，或打開只限支持者方案的比較工具。

複製目前設定

精準狀態分享屬於支持者方案功能；穩定的概念與段落連結仍然可用。

穩定連結

進度與下一步

把進度訊號、入門路徑接續和複習提示留在頁面裡，但不要讓它們和主要學習流程搶焦點。

進度

正在載入進度

正在為這個瀏覽器或已同步帳戶載入已儲存的概念進度，稍後才會顯示完成狀態。

入門路徑

第 2 / 5 步

光與光學

衍射在這條路徑中屬於較後面的步驟，所以先由起點開始會較清楚。

上一個步驟：偏振

由路徑起點開始