非傍轴矢量高斯光束单缝衍射的严格理论

提出非傍轴矢量光束衍射严格的电磁场理论,并以非傍轴矢量高斯光束的单缝衍射为例加以说明.与基于矢量瑞利-索末菲衍射积分推出的解析结果做了数值计算比较,表明了二者的一致性.对理论的进一步推广做了简要讨论. 关键词： 严格的电磁场衍射理论 矢量瑞利-索末菲衍射积分 非傍轴矢量高斯光束的单缝衍射     

用衍射法测量细丝直径

正1主要内容用衍射法测量细丝直径实验是广西师范大学物理实验教学示范中心于2008年开设的实验项目.该项目要求学生在掌握单缝衍射实验原理的基础上,学会利用衍射法测量微小量.实验首先要求学生根据单缝衍射的原理自行组装实验仪器,然后进行单缝宽度的常规测量,帮助学生从实验上理解单缝衍射的原理和物理意义.在此基础上,指导学生利用该套单缝衍射装置对特定金属丝的直径进行测量,从而帮助学生加深对单缝衍射的理解,及如何应用该方法对微小量进行测量.     

夫琅禾费单缝衍射实验的仿真研究

根据夫琅禾费单缝衍射理论,应用MATLAB软件编程,对衍射过程进行仿真,作出单缝衍射光强分布图形,通过改变光的波长、入射方向、缝宽和焦距,观察到单缝衍射光强分布的变化规律.     

夫琅禾费衍射的光谱特性

基于MATLAB语言,以夫琅禾费衍射为研究对象,数值模拟了夫琅禾费圆孔衍射和单缝衍射光谱特性,通过改变狭缝宽度和入射波的波长,数值模拟得到夫琅禾费单缝衍射的光强变化图和光谱特性图。结果表明,圆孔衍射的光强比单缝衍射的光强曲线在次级明纹的强度更加低,夫琅禾费衍射的结论与实际理论和试验吻合的较好。研究结果为夫琅禾费衍射的研究提供参考。     

MATLAB辅助的多缝夫琅禾费衍射分析

根据衍射的基本理论,利用Matlab软件的计算功能和绘图函数,研究了单缝衍射和多缝衍射的光强分布曲线及衍射图样,分析了各参数衍射结果的影响.     

在课堂演示实验中引入光学异常透射现象

本文讨论了如何在大学物理单缝的夫琅禾费衍射课堂演示实验中引入当前光学领域研究前沿的一个重要物理现象-亚波长金属缝异常光学透射现象.基于数值模拟,比较了在夫琅禾费衍射实验条件下,纳米尺寸单缝的异常光学透射和微米尺度单缝衍射的特点,讨论并指出纳米单缝的异常透射特征是纳米尺度光与物质强相互作用的反映,而这种强相互作用在微米尺度单缝的夫琅禾费衍射中是不显著的.最后对用于课堂演示的衍射实验装置的设计进行了讨论.     

高斯光束夫琅禾费单缝衍射的数值模拟

采用计算机对高斯光束的夫琅禾费单缝衍射作数值模拟,并与标准夫琅禾费单缝衍射进行对比分析,讨论了衍射场的一些基本特征     

计算机仿真技术在单缝衍射实验中的应用

夫琅禾费单缝衍射包含着衍射现象的许多主要特征.对夫琅禾费衍射条纹的生成原理进行研究,应用仿真技术对夫琅禾费衍射过程进行动态模拟,并采用了菲涅耳半波带法对衍射条纹上的明纹和暗纹的生成原理进行了分析,探讨了不同参数对衍射条纹的影响.     

关于单缝衍射的疑点辨析

由惠更斯-菲涅尔原理可知衍射就是子波的干涉.虽然双缝干涉与单缝衍射同为干涉,但是它们的明暗条纹条件却存在很大差异.下面从物理角度对这一疑点给出清晰的定性解释,并且从数学角度给出单缝衍射明暗条纹产生条件的严格证明.     

光的衍射综合演示仪的设计及制作

介绍了一种光的衍射综合演示仪的设计与制作方法, 可在课堂教学中演示泊松亮斑、 圆孔衍射、 单线 衍射、 单缝衍射和光栅衍射等多种光的衍射现象. 仪器设计巧妙, 操作简单, 效果明显, 对帮助学生理解光的衍射规 律非常有益     

微波单缝衍射的实验研究及数值模拟

对微波单缝衍射实验仪器和实验数据进行了分析,建立了微波分光计衍射理论模型,并对其进行了数值模拟计算,发现衍射曲线是单缝和发射源前的矩形喇叭口2次衍射叠加的结果,且与数值模拟计算结果吻合相当好.     

推导圆孔夫琅禾费衍射光强分布的一种简便方法

由一维单缝衍射的振幅分布公式简便推导求得了圆孔夫琅禾费衍射的振幅及光强分布,并利用Mathematica通用数学软件对光强分布进行亮度模拟,从而得到相应的计算机衍射模拟图像.     

浸入式光栅衍射强度图样研究

基于浸入式光栅与普通光栅的特性差异,推导了浸入式光栅的光栅方程,研究了浸入式介质吸收对单缝衍射和多光束干涉强度分布的影响,得到经修正的单缝衍射因子和多光束干涉因子,推导出存在介质吸收情况下的光强分布公式.分析结果表明:该公式更具有普适性,单缝衍射强度分布公式、多缝衍射强度分布公式以及平行平板多光束干涉强度分布公式均为该修正公式的特殊情况.     

光栅衍射的层次教学

光栅衍射的教学是工科大学物理教学中的一个难点,通过从衍射的光强分布的角度,组织了一个由单缝衍射到双缝衍射、到多缝衍射、再将双缝干涉和光栅衍射作一比较这样一个循序渐进的层次教学,更好地让学生理解光栅衍射.     

部分相干光经单缝衍射后的光谱变化

从几何成像规律和交叉谱密度函数的传输定律出发,从理论和实验两方面研究多色谢尔模型光束经单缝衍射后光场的光谱变化现象.理论研究结果表明:部分相干光谱经单缝衍射后,在衍射光场的某些点,光谱相对于光源的光谱往短波方向移动,即为蓝移;而在衍射光场的另一些点,光谱呈现红移.实验结果与理论结果符合得很好.     

光的干涉和衍射的Matlab数值模拟

利用Matlab数值模拟杨氏双缝干涉、单缝衍射和光栅衍射的图案和光强分布曲线,并讨论了光的非单色性对干涉条纹的影响.     

单缝衍射包线的中央明纹内光栅主极大条数的计算

本文认为用单缝衍射中央明纹的近似宽度除以主极大条纹的近似间距来计算单缝衍射中央明纹内光栅衍射主极大条数的方法是不可取的,而利用各级主极大的衍射角与包线中央明纹半角宽的关系计算是更为恰当的教授法.     

基于两步成像的单缝衍射自动测量

建立基于两步成像的单缝衍射自动测量系统,用CCD连续采集成像于旋转白屏的单缝衍射图像,通过衍射图像的平均消除激光散斑的影响;通过分别对零级和非零级条纹成像,解决CCD动态范围较小的问题;用图像处理方法进行条纹水平矫正、极小值位置自动判读,实现单缝宽度自动测量功能.用此系统进行了单缝衍射条纹光强分布及单缝宽度的自动测量实验,相对偏差在2%以内.     

拓宽思路进行课堂演示的一点尝试

介绍了利用激光器及改装的螺旋测微计在课堂上演示障碍边缘衍射，反射衍射、单缝衍射和散斑现象的方法及取得的教学效果．     

横梁弯曲衍射法测玻璃杨氏模量的改进

设计、制作了横梁弯曲衍射法测物质材料的杨氏模量仪器,并利用单缝衍射测量了火石玻璃挠度的变化,实现了螺旋加力装置配合拉力传感器对拉力连续、稳定控制.