考虑这样一种“光栅”,它们像寻常的衍射光栅一样有密集分布的条纹,用于遮挡光线。我们所使用的光的波长的尺度远小于条纹的细节,所以实际上无法观察到衍射现象。当一束均匀的平行光垂直射入光栅时,光栅背后的光屏上会展示出条纹。它们不是光的干涉或衍射条纹,暗纹的出现仅仅是因为本应到达该处的光被光栅上的条纹遮挡。当我们远远地观看光屏时,因为眼睛的辨别能力有限(即条纹间距远小于Rayleigh判据的要求),实际上观察到的是一片亮度随空间分布的光斑,越暗的地方条纹越密。我们定义观察到的光斑在

处的亮度为,在

处取的一块小面积

(虽然很小,但其尺度远大于条纹的细节)上未被条纹遮挡的部分的面积占比。
(1)现在我们制作了两个相同的光栅,光栅上均匀分布着平直的条纹,条纹宽度都为
d,条纹之间的间隙都为
p。现在将两个光栅倾斜摆放,使得它们的条纹与
x轴的夹角分别为
θ和-
θ。两个光栅关于
y轴对称。将这两个倾斜摆放的光栅贴在一起后得到一个新的光栅。求均匀的平行光垂直通过这一光栅之后光屏上得到的亮度分布

。量级

。
(2)现在我们制作了两个相似的光栅,光栅上分布着同心圆形状的条纹。其中一个光栅的条纹的宽度和条纹之间的间隙都为

,条纹的圆心在

。另一个光栅的条纹的宽度和条纹之间的间隙都为

,条纹的圆心在

。将这两个光栅贴在一起后得到一个新的光栅。求均匀的平行光垂直通过这一光栅之后在光屏上得到的亮度分布

。量级

。
(3)接上一问,在极坐标下求暗纹中心的曲线方程;求暗纹的数量有限的条件;在暗纹的数量有限的条件下求暗纹的数量。