Какова интуитивная причина коэффициента 4 в уравнении интенсивности для двух щелей Фраунгофера?

Для дифракции Фраунгофера интенсивность однощелевой установки подчиняется

я ( θ ) "=" я о [ грех ( π а λ грех θ ) π а λ грех θ ] 2 .

где а ширина щели, λ - длина волны света от источника, а я о это интенсивность источника. В то время как для двухщелевого

я ( θ ) "=" 4 я о потому что 2 ( π г λ грех θ ) [ грех ( π а λ грех θ ) π а λ грех θ ] 2

с г расстояние между щелями. Мой вопрос: откуда множитель 4? Кажется, это означает, что центральный максимум от того же источника света в случае двойной щели будет иметь центральные максимумы в 4 раза выше. Но от конструктивного вмешательства я бы ожидал только коэффициента 2 из принципа суперпозиции. Есть ли за этим интуитивная причина?

интенсивность равна квадрату амплитуды. Интерференция - это амплитуды (если только это не HBT).

Ответы (1)

Как уже указывалось, интерференция имеет место между амплитудами, и интенсивность пропорциональна квадрату амплитуды.

Я думаю, что другой способ думать об этом — через сохранение энергии. Единицы интенсивности Вт / м 2 "=" Дж / с м 2 , поэтому интенсивность - это энергия света, приходящаяся на площадь в секунду.

Когда мы думаем с точки зрения энергии в двойной щели, вы ожидаете в 2 раза больше интенсивности на ярких полосах (потому что есть два отверстия/«источника»), но есть также еще один 2-кратный фактор, потому что энергия, которая гасится в темноте полосы должны быть смещены к ярким полосам по закону сохранения энергии.

В сумме это в 4 раза больше интенсивности ярких пятен.