用图形化编程模拟杨氏实验

 历史上,杨氏实验首次证实了光的波动性,成为波动光学必不可少的重要学习内容之一。但由于杨氏实验的条件极为苛刻,当采用普通光源时,在通常的实验条件下,获得的干涉条纹极其微弱,难以分辨。这里介绍一种采用VisualBasic高级语言制作的杨氏双缝干涉实验的模拟演示软件,它能在计算机上同步清楚地显示实验装置、干涉条纹的位置及光强分布等。并具有人机交互功能,通过鼠标点击,可调节有关参数,实时显示干涉条纹位置及光强分布的变化规律。使用该软件辅助教学,非常直观、方便。     

杨氏干涉实验的散斑法

一、引言杨氏干涉实验,是光学的基本实验之一。杨氏实验表明,在零程差附近的干涉图样的包络反映了空间相干性效应,而在大程差处包络的逐渐消失则反映了时间相干性效应。以往的杨氏实验,总有某些不足之处:例如仅用一对双孔,产生的干扰条纹亮度很低,不易观察;条纹按余弦分布,明暗条纹间的距离难以测准;杨氏孔的大小不好控制,加工小孔很麻     

单缝获得频率唯一的线光源吗

“ 双缝干涉”教学中, 学生会产生很多疑问, 如单缝获得频率唯一的线光源吗? 线光源上各点发出的光 是相干光吗? 有些参考书的解释并不到位, 甚至出现误导. 通过分析干涉条件和杨氏实验, 结合自己课堂教学经验, 查阅相关资料, 阐述了对上述问题的理解     

杨氏实验中飞秒光脉冲的光谱移动和光谱开关

从惠更斯-菲涅耳衍射积分公式出发,对飞秒光脉冲在杨氏实验中的光谱移动和光谱开关做了研究和数值分析.结果表明,飞秒光脉冲在杨氏实验中也会出现光谱移动和光谱开关.一般情况下,光谱开关与脉冲宽度、载波频率、遮拦比和场点位置有关.光谱开关的数目随遮拦比的减小而减小,而发生光谱开关处的相对光谱移动随载波频率和脉冲宽度的减小而增加.因光谱开关极小值Smin=0,所以光谱开关属于奇点光学现象.可通过适当改变遮拦比来实现信息编码和信息传输.     

光干涉测量技术

光干涉测量技术光学干涉测试技术是光学技术领域中一个重要的分支。在我国，系统介绍这一技术的著作并不多，特别是由我国光学专家自己编写的著作则更少。吴震教授等编著的《光干涉测量技术》（中国计量出版社出版，１９９５年６月）是一本系统介绍这一技术的较好著作。该...     

光谱开关与多色光场的奇点光学效应

推导出多色高斯光束和高斯-谢尔模型光束通过杨氏实验双缝传输的谱强度公式.对完全空间相干光和部分空间相干光照明杨氏实验装置出现的光谱开关作了详细研究,并判断其是否属于奇点光学效应. 结果表明：多色场奇点光学效应的判据应当是光谱开关出现时的谱强度极小值S_min=0,而不是总光强极小值I_min=0. 当用多色高斯-谢尔模型光束照明杨氏实验装置时,在近场和远场产生的光谱开关都不属于奇点光学效应. 当用多色高斯光束照明杨氏实验装置时,只有远场产 关键词： 光谱开关 奇点光学效应 完全相干和部分相干 多色光场     

光的干涉衍射综合实验仪

根据传统的光的干涉衍射实验装置存在的不足,研制出了光的干涉衍射综合实验仪．将光学元件放置在同一小型光学平台上,按照实验需要组合成相应仪器．该实验仪既可以用于光学演示实验,也可以作为光学专用的实验仪器。     

镜面特性检验

镜面特性检验介绍一种检验和描述非球面反射镜光学表面质量的光学力牌和检验装置。用光学方法测出球面镜和非圆形对称镜的表面疵病。叙述—一种交叉栅格型位相光栅的应用。用反射镜反射的光从后面照射光栅，可产生象栅格那样的干涉图。条纹干涉图与光栅有关，观察到干涉图...     

光学综合孔径望远镜中子望远镜平行性和光程差调整的研究

光干涉技术与天文望远镜技术的结合是提高天文观测分辨率的一种有效方法.采用望远镜阵代替单个大口径望远镜来集光观测,利用最大基线的概念来等效传统光学望远镜的最大口径,很大程度上解决了单个望远镜集光能力不足、角分辨率不高的问题.然而对于光干涉来说,在应用中,只有满足:两束光的相位差δ必须相对稳定、存在相互平行的振动分量、频率相同、两光波在相遇点所产生振动的振幅相差不悬殊和两光波在相遇点的光程差(OPD)应在相干长度之内等这些条件时才能部分相干.光学综合孔径(OAS)望远镜产生干涉条纹的前提条件是子望远镜之间必须两两相干.推导了双光束光干涉的要求,并从双光束干涉的平行性和光程差的要求出发,研究并得出光学综合孔径望远镜子望远镜的平行性和光程差的要求.结合双光束干涉的恒星光干涉仪的光束平行性和光程差的调整方案,研究并得到了光学综合孔径望远镜子望远镜的平行性和光程差调整的光学方案,并讨论了该系统的改进措施.     

用于光纤法布里-珀罗传感器腔长互相关解调的光楔的数学模型研究

光楔是实现光纤法布里-珀罗(F-P)传感器互相关解调的重要光学元件.根据互相关解调的原理分析了造成光楔和光纤F-P传感器F-P腔的反射光相位不同的因素,进而建立了光楔的干涉光强的数学模型,在此基础上对具有不同反射率的光楔的干涉光强进行了数值仿真,和相同反射率的光纤F-P传感器F-P腔的干涉光强对比之后建立了光楔的简化数...     

真空蒸发镀膜膜厚的测量

测量镀膜厚度的方法有很多,在实验室现有的条件下,探究光学干涉方法测出镀膜厚度,其中光学干涉方法包括两种：一是根据多光束干涉的原理,利用读数显微镜测量镀膜的厚度;二是根据自光干涉的原理,利用迈克尔逊干涉仪测量镀膜的厚度。     

光的干涉的应用

在科学和技术領域中,人們不断地利用着光的干涉原理解决了許多复杂的实际問題。例如在技术中对于光学表面磨光的检驗,光学部件质量的精密检定,长度微小改变的精密測定(干涉膨胀仪),增透光薄膜的制作,干涉滤光片的制作,軸承滾珠的分类和检驗等等。此外,对于光譜譜线精細結构的研究,物貭折射率的精密测定等也都逐渐轉入利用光的干涉方法来进行。由于光的干涉的应用是如此之广,因而对光干涉应用的各个方面作一全盘介紹显然是很难作到的,故仅就几个重要应用方面作一初步介紹。一、利用光的干涉检定螺旋測微器(千分尺) 在測微器的待量度的平面之間夹入一已知其厚度     

用波面法推导球面反射和球面折射的物象公式

一、引言光的电磁理论成功地解释了光的干涉、衍射和偏振等一系列典型的波动过程。从菲涅耳半周期带理论能够解释光的直进现象。光的直进现象表明在讨论光学中的某些问题时,近似地应用光线这一概念是许可的。应用光线概念来讨论光的反射定律、折射定律和成象规律等构成几何光学的全部内容。既然几何光学被包括在更普遍的波动光学     

薄膜所产生的干涉場

一般光学论著里,在討論到光的干涉时,都会提到一类重要的干涉現象,就是薄膜的干涉。不同的书中,从不同的角度出发,有的把这类干涉称做扩展光源形成的干涉,有的称之为多次反射产生的干涉。油膜或肥皂膜上呈現的奇丽的色彩条紋,历史上著名的牛頓圈都属于这类干涉現象。由于这类干涉現象比較复杂,一般光学书中只作篇幅有限的闡述,使读者对其常不能有清晰的概念。要想作一透彻的理解,必須进行仔細的研究。本文目的即在于此。     

矩形腔的等倾干涉原理

依据波动光学关于光的干涉的原理,具体而详细地分析了一种能产生等倾干涉现象的矩形腔干涉装置,推导并讨论了该结构发生等倾干涉的条件及干涉条纹的分布规律。理论推导与实验结果相互印证,文中讨论了这一等倾干涉原理在光学技术的各领域,尤其是在二维微位移光学传感方面的应用前景,并强调了其对光学干涉理论的教学实践与教研内容的扩充与辅助作用。     

浅析光的干涉教学难点的突破

近年来，高考光学部分考查的重心由几何光学向物理光学转移，光的干涉是物理光学的重点内容．本文针对学生易错、难懂的问题，谈谈紧扣光程差和应用能量观点，突破光的干涉教学难点，降低教学难度的一些尝试．     

杨氏双缝干涉实验与飞机安全着陆系统

杨氏双缝干涉实验是第一个证实光的波动性的著名实验,利用它可测量光的波长,在波动光学的发展中起着重要的作用.在通信领域中,杨氏双缝干涉实验原理构成了飞机安全着陆导航系统的理论基础之一,尤其是能见度不高的天气情况下,尽管实际的安全着陆系统比本文描述的复杂得多,但它们基于相同的原理.本文通过对美国大学物理教材中一道波动光学习题的赏析,简述杨氏双缝干涉实验原理在飞机安全着陆系统中的应用.     

大顶角等腰劈的等倾干涉原理

依据波动光学关于光的干涉原理,分析和介绍了一种能产生等倾干涉现象的大顶角等腰劈干涉装置,推导并讨论了该干涉结构发生等倾干涉的条件及干涉条纹的分布规律;同时指明等腰劈的等倾干涉原理对于薄膜干涉的相似性或等价性,并讨论了其在光学领域可能的应用领域;强调了其对光学干涉的教学研究的辅助作用及内容扩充。     

干涉成像系统信噪比的统计分析

根据统计光学建立了干涉成像系统信噪比的理论模型,数值分析了干涉成像系统信噪比与系统参数之间的关系。分析结果表明:为了提高系统的信噪比,应提高信号光场强度与噪声光场强度之比,使参考光和测试光光强接近相等,降低系统中光学元件的数量和每个元件的偏差,使光源相干长度约为测试光和参考光间光程差的2～5倍。要使信噪比大于10,则要求系统中光学元件总偏差的标准差小于1/4波长。信噪比的统计理论模型可为干涉成像系统设计和干涉测量提供理论指导。     

牛顿环干涉实验的改进

研究光的干涉现象可以进一步加深对光的波动性的认识,产生光的干涉的仪器很多,牛顿环仪是一种常见的观察光的干涉的光学器件、用牛顿环仪可以观察到光的等厚干涉,对其干涉条纹有关量进行测量,便可以很精确地测得产生牛顿环干涉条纹的光学元器件的一些特性参数、用牛顿环仪可以测单色光的波长、组成牛顿环仪的平凸透镜的曲率半径,检验物体表面的光洁度和平面度.用牛顿环干涉实验测平凸透镜的曲率半径是大学物理实验中的基本实验.笔者根据多年的教学实践,认为该实验中存在一些问题,而且在数据处理方法上没有一个规范和统一的方法,本文就此进行探讨与研究.