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17 光的衍射和偏振、激光

免费读1259字2024-07-22

  老师:同学们大家好,今天我们学习光的颜色和偏振激光。通过机械波的学习,我们知道干涩和眼色是波特有的现象。当缝孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多,或者比波长更小的时候,能观察到明显的颜色现象。光的干涩性强证明了光的波动性,可见光的波长在0.4微米到0.7微米之间。那我们如何设计实验才能观察到光的衍射现象?我们看一下实验装置,在挡板上安装宽度可以调节的夹缝,单色平行光照射暇缝。一会儿做实验的时候,我们逐渐减小霞缝的宽度。请大家注意观察现象。

  学生:一束激光照射到这个丹缝上,在后面的屏幕上出现了一个光点,使丹缝的宽度变窄。注意观察屏幕上出现的现象。随着丹凤的变窄,衍射现象越来越明显。

  老师:我们回顾一下实验陷阱,当缝足够窄的时候,可以观察到颜色现象,在光屏上出现明暗相见的不等距条文,光的衍射现象进一步证明了光的波动性。我们再来看一组丹凤演示条文。大家先看一下上面两个,同样是红光,波长一定,左侧一个单缝的宽度是0.4毫米,右侧单缝的宽度是0.8毫米。大家对比颜色图样看有什么结论?在波长一定的情况下,缝越窄,颜色现象越明显。大家再对比左侧的两个图,单缝的宽度都是0.4毫米。

  老师:上图是红光的单缝颜色图样,下图是蓝光的,我们已经知道红光的波长比蓝光的波长大,大家看对比左侧两个图有什么结论?在单缝衍射实验中,在缝宽一定的情况下,光的波长越大,越容易发生衍射现象。最后我们看一下右下角的图,白光的单缝颜色图样是彩色条纹,这个我们容易理解,因为白光是负色光,那不同颜色的光条纹宽度不一样,这样白光的颜色条纹是彩色的。我们再来看两个染色实验,一个是光的圆孔染色,一个是光的圆盘染色。大家注意观察实验现象。

  学生:这是一组孔径由大到小的单孔,一束激光照射到单孔上,在后面的屏幕上出现了环形衍射条纹,换成小一些的孔,换成更小的孔,可以看到孔越小,衍射现象越明显。底片上有一排不透光的小黑点,半径依次变小,让一束激光照射到小黑点上,在后面的屏幕上会不会出现一个黑色的影子?一束激光照射到黑铁上,屏幕上黑色圆圈的中心出现了一个亮点,换成小一些的黑点,换成更小的黑点。可以看到黑点越小,黑社区域中心的亮点越大。这就是著名的波松亮斑,它说明光具有波动性。

  老师:通过刚才的实验可以发现,在圆孔眼色实验中,圆孔的尺寸越小,眼色现象越明显。原版演射也是同样,原版的尺寸越小,眼色越明显。大家对比两个颜色图样看有什么区别?圆孔演示的图样,演示图样的最中心是一个比较大的量斑,可是原版演射,演射图样的中心亮度比较暗,只是在黑暗区域的中心有一个比较小的量斑,这个量斑叫做博松量斑。关于博聪量斑有一个小故事。在1818年,菲尼尔从波动理论出发,用数学方法定量的解释了圆孔、圆板等障碍物产生的颜色图样。物理学家博松用菲尼尔的理论计算出在圆盘后方一定距离的影子中心处应该存在量斑。他认为利用波动理论推

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