第16章:光的衍射-《鑄工先鋒》
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在第二個屋子,對面墻壁上的屏幕有一些圓形條紋。中間有些反射鏡子,和豎直的帶圓孔的板子。
可能是要轉(zhuǎn)動鏡子,讓光源照在上面。光發(fā)生反射,到另外一個方向。找到另外一個鏡子,接住這束光,再進(jìn)行反射。光如果照在墻上只是在墻上有個光斑。經(jīng)過鏡面的幾次反射,向?qū)γ娣较騻鲗?dǎo)。最終引導(dǎo)光照在屏幕上,讓門打開,才能進(jìn)去。
這邊的不同光源有10種。500
m-700
m.
不同的圓孔直徑有10種。
0.5mm,0.6mm,0.7mm,0.8mm,0.9mm,1mm,.1mm,1.2mm,1.3mm,1.4mm.
圓孔距離屏幕可以設(shè)置不同的距離。
向后看看,后上方墻壁也有個屏幕,有圓形條紋。和前面一個屋子的條紋不同。這里后面和前面都是圓形條紋。
放上一個光源,光源射出光線,經(jīng)過圓孔,在屏幕上形成圓形條紋,但是和墻壁上條紋不一致。
賀辛說:“這圓形的條紋估計是衍射條紋?!?
建立在光的直線傳播定律基礎(chǔ)上的幾何光學(xué)不能解釋光的衍射現(xiàn)象,這種現(xiàn)象的解釋要依賴于波動光學(xué)。最早成功地運(yùn)用波動光學(xué)原理解釋衍射現(xiàn)象的是菲涅耳。在光的電磁理論出現(xiàn)之后,人們知道光是一種電磁波,因而光波通過小孔之類的衍射問題應(yīng)該作為電磁場的邊值問題來處理。實際所用的衍射理論都是一些近似解法。
在單色點(diǎn)光源和屏幕之間放置一個中間開有圓孔的不透明屏,對投影邊緣仔細(xì)觀察會發(fā)現(xiàn):有光線進(jìn)入到幾何陰影區(qū),并且出現(xiàn)了一些亮暗相間的條紋。
衍射現(xiàn)象的發(fā)生,最初認(rèn)為是由于自由光波在空間傳播遇到障礙物,如狹縫、孔,其波面或波前受到障礙物體的限制、分割而使波面發(fā)生破損,實際上波面的任何變形或者波面(波前)上光場的復(fù)振幅分布受到任何空間調(diào)制,都將導(dǎo)致衍射現(xiàn)象的發(fā)生,而使通過障礙物以后的光場的復(fù)振幅重新分布。
惠更斯為了說明波在空間各點(diǎn)逐步傳播的機(jī)理,曾提出一種假設(shè):波面(波前)上的每一點(diǎn)都可以看作為一個發(fā)出球面子波的次級擾動中心,在后一個時刻這些子波的包絡(luò)面就是該時刻新的波面。因為波面的法線方向就是光波的傳播方向,所以應(yīng)用惠更斯原理可以確定光波從一個時刻到另一個時刻的傳播。
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