自制泊松亮斑演示仪

1自制实验仪器原因在光的衍射教学中,圆孔衍射和单缝衍射这两个演示实验做得较多,学生对这两种衍射图像很熟悉,但是对圆屏衍射的图像——泊松亮斑不是很熟悉.泊松亮斑实验属于演示实验,只在人教版教材《物理·选修3-4》11.5节中的"科学足迹"阅读材料中介绍过,该实验几乎没有在中学课堂上演示过,在实际教学中一直是一个空白.学生只是听说过泊松亮斑,没有亲眼看见过,这就使得圆屏衍射的图像——泊松亮斑是课堂教学     

自制"泊松亮斑"演示器

现行中学物理教材光学部分都只对“泊松亮斑”进行了简单介绍，没有安排演示实验让学生切实观察到“泊松亮斑”，这不利于学生在头脑中建立完整的光的衍射概念．为使学生在头脑中形成“泊松亮斑”的表象，笔者利用中学实验器材自制了“泊松亮斑”演示器，     

用激光演示泊松亮斑

用激光演示泊松亮斑刘仁介（四川南充县白塔中学，６３７１００）法国物理学家菲涅耳迎接著名数学家泊松的挑战，完成了在不透明圆板的阴影中心，会有一亮斑的著名“油松亮斑”实验．证实了光的波动理论，泊松亮斑实验在科学史上有十分重要的地位．在教学时，如能演示此实...     

大孔径角会聚光束的圆孔和圆屏衍射

实验发现大孔径角会聚光束的圆孔和圆屏衍射图样不同于一般的圆孔和圆屏衍射图样，本文总结了大孔径角会聚光束的圆孔和圆屏衍射的特点，用简单的几何光学方法给出了定性的解释．     

大孔径会聚光束的圆孔和圆屏衍射及其反演变换

实验中发现,经常使用的大孔径会聚光束的圆孔和圆屏衍射图样不同于一般的菲涅耳圆孔和圆屏衍射图样.通过对这种光束进行的实验性研究发现,这是一种由球差引起的畸变了的会聚球面波光束.解释了衍射图样的形成,证明了这种光束的衍射图样中存在反演变换关系.利用这种光束可以对微小的衍射物体进行反演放大.     

巧妙演示泊松亮斑

普通高中物理课程标准实验教科书<选修3-4>第61页中,提出了光通过不透明圆盘会在影的中心出现亮斑--泊松亮斑.也就是说让一束光照在一微小圆形微粒上,由于光能够绕过障碍物继续传播,在圆的中心光相互叠加形成亮斑.要明显地观察到泊松亮斑,尽量满足以下条件.     

圆屏(球)和圆环菲涅耳衍射的解析表达式

在标量衍射理论的基础上，给出了圆屏（球）和圆环菲涅耳衍射的振幅及光强解极表达式。计算了光强分布曲线，并将计算实例和有关资料中的实验与计算结果进行了比较。同时指出所谓无衍射光束实际上是一种菲涅耳衍射现象。     

演示泊松亮斑的一种方法

演示泊松亮斑的一种方法高辉新疆昌吉州第二中学８３１１００将大头针（或缝衣计）固定在条形磁铁上，用直径为４ｍｍ的钢球吸在针尖上ｆ＆障碍物．凸透镜焦距为ｓｃｍ，光源距透镜３０～４０ｃｍ，距钢球１２０～１３０ｃｍ，距屏４．７～ｓｉｎ（用教室侧墙）．在屏上可...     

自制装置观测"泊松亮斑"

现行的人教社高中物理教材中说明光具有波动性的著名的泊松亮斑实验，只有文字和图片，没有现成实验仪器．很多刊物介绍用激光束作为光源来演示，但是激光束需要用透镜来扩束，实验时较麻烦，还会让学生错误的认为亮斑是透镜对光的折射造成的．而且在明亮的教室内做，效果不明显．同时不透光的圆盘的选择很多是用小钢珠，但不易固定和调节．笔者通过长时间的实践，自制了一个简易的泊松亮斑观测仪，该仪器结构简单，取材、制作容易，并且出现的衍射亮斑与课本中的图片几乎一样．     

高斯光束下的圆屏衍射

计算分析了用高斯光束作光源时，圆屏衍射轴线上的光强分布规律，并与球面波入射的情况进行了对比．     

泊松亮斑的模拟仿真研究

泊松亮斑是证明光波动性的一个重要实验现象。我们根据菲涅尔衍射理论,利用计算机Matlab程序编程,对泊松亮斑形成的衍射过程进行了模拟仿真。通过改变入射光的波长、圆盘的直径、圆盘后成像位置,来研究泊松亮斑及其衍射环的变化规律。研究表明,采用合适的入射波长、圆盘和成像位置,可以实现单暗环或多暗环的光场分布,在半导体微纳加工方面具有一定的应用价值。     

圆孔衍射图样中央一定是亮斑吗?

研究了圆孔衍射图样的中央斑的规律 ,说明圆孔衍射图样中央不一定是亮斑。     

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     

双缝干涉测波长实验的改进

针对人教版教材中"双缝干涉测波长"的实验存在的不足,对传统装置进行了改进.改进的实验采用激光作为光源,实验现象可以直接在光屏上观察和测量,实验操作简单、误差小.利用该装置还可以探究相邻亮条纹的间距Δx与光波波长λ、双缝间距d、光源到屏的距离L之间的关系;该实验装置还可以演示泊松亮斑、单缝衍射、小孔衍射等实验,实验现象明显.     

用自制教具演示著名的“泊松亮斑”实验

高中物理第二册必修本,第八章第四节光的衍射图8-9圆孔衍射,在教学中不少教师提出这个问题,无法进行实验演示.为了解决这个问题,笔者设计自制教具"泊松亮斑"演示仪.经课堂教学实际演示,真实可信、直观性强、可见度大.从而突破了长期在教学中不能演示的缺憾.     

菲涅耳公式的验证性实验

以菲涅耳公式的推论为依据,设计了以分光计为工作平台的实验装置,通过在光路中增加起编器和检编器,对圆偏振光或椭圆偏振光的检测,间接地证明了菲涅耳公式的正确性.     

对实屏的夫琅禾费衍射中心亮点(亮纹)的半定性半定量论证

光经圆盘、细丝等实屏衍射后,衍射光场中其几何阴影中心有不为零的光强分布.显然这是阐述光的波动性的最好例证,它比圆孔、单缝之类的光孔衍射更具说服力.然而对圆盘等的衍射中心亮点(如泊松点)的论证通常都是从菲涅耳衍射出发,但是在绝大多数非物理类专业的大学物理中,对光的衍射的具体分析都只涉及夫琅禾费衍射,因而给学生对于上述问题...     

双Wollaston棱镜光强分束比研究

利用折射定律和菲涅耳公式，研究了双Wollaston棱镜的光强分束比随入射光波长、棱镜结构角以及入射角等参量的变化关系，并进行了实验验证.结果表明：光强分束比随入射光波长的增大呈线性递减趋势；棱镜的结构角越小，光强分束比也越接近1；入射角对光强分束比的影响基本呈二次曲线型变化；当光正入射时，光强分束比最接近于1.给出了理论曲线和实验值的对比.     

X射线波带片的制作及其应用

波带片的低衍射效率限制其在可见光波段的使用,可是在Ｘ射线波段,波带片是唯一达到衍射极限的光学元件,因而引起人们的极大兴趣。本文介绍了当前国际上Ｘ射线波带片的主要制作方法及其应用,同时回顾了用于Ｘ射线聚焦、成像的光学元件——Ｘ射线菲涅耳波带片及近几年才出现的布拉格－菲涅耳波带片的历史背景、基本概念和主要类型。     

基于菲涅耳衍射的无透镜相干衍射成像

相干衍射成像是一种新型的无透镜成像技术,在光学测量、显微成像和自适应光学等领域有重要应用．本文提出一种基于单幅菲涅耳衍射强度图样的无透镜相干衍射成像方法;该方法采用特殊设计的卷积可解阵列抽样屏,通过对抽样物波的菲涅耳衍射强度图样进行非迭代的逆菲涅耳变换和滤波等数字处理实现被测物波复振幅信息的恢复,最后通过数字衍射得到物体的数字再现像．文中对抽样孔径、衍射距离、图像传感器尺寸等参数对再现像的影响进行了理论分析和模拟实验研究．发现在针孔大小和记录孔径大小一定的条件下,存在一个最佳的衍射距离;衍射距离过大会给重建图样带来噪声,衍射距离过小则会使再现象的分辨率降低．文中还对抽样针孔大小对系统成像分辨率的影响进行了分析,为进一步开展相关实验研究和应用提供了理论依据．