菲涅耳单缝衍射动态演示实验

通过设计简单扩束系统获得近似匀强球面波,并利用计算机技术,开发出一个可以动态显示菲涅耳单缝衍射光强分布的演示实验。     

基于直边衍射高斯激光驻波光学势阱仿真

为了研究基片边缘对激光汇聚原子光学势阱的影响, 基于标量光学理论, 采用数值计算对基片衍射与否两种情况下, 高斯激光驻波场光学势阱进行了仿真, 通过三维和截面仿真图充分显示了两种情况下高斯激光光学势阱的异同. 详细研究了激光中轴线与基片表面距离、 激光束腰和反射镜之间的距离对光学势阱的影响.     

关于演示实验

通过列举的十多篇代表性作品，对《大学物理》创刊以来所刊登的有关演示实验方面的文章作了系统的回顾和评述。     

重视物理实验中的演示实验

本文根据物理实验教学的特点，对在普通物理实验中重视开设演示实验进行了讨论，并做了几点尝试。     

演示大气压的实验

演示大气压的实验务宗琮（开封教育学院４７５００４）大气压是物理教学的一项重要内容，本文提出一种新方法，运用改变容器内外压强差来演示大气压的存在，具体做法如下．一、器材与制作玻璃漏斗（φ８０ｍｍ）２个，医用白胶布（宽１０ｍｍ长１２０ｍｍ）２条，在漏斗管...     

热学演示实验二则

热学演示实验二则朱连生（国家教委教学仪器研究所北京１０００３９）一、金属环的热胀冷缩实验中学现配备的金属球热胀冷缩演示器只能演示金属球的热胀冷缩现象，为了增加实验内容，可用铝板（厚３一４ｍｍ）再自制一个带柄的金属环．环的内径要略小于球的直径（差１一２...     

超导磁悬浮演示实验

磁悬浮是一个演示超导态物质迈斯纳(Meissner)效应的非常有趣的实验。近年来,YBaCuO、BiSrCaCuO和T1BaCaCuO高温氧化物超导材料的相继试制成功,为磁悬浮演示实验提供了极大方便。我们最近研制成功的磁悬浮演示实验装置,由于结构简单,使用方便,价廉耐用,将使只能在实验室内进行演示的磁悬浮实验推广到直接在课堂上进行演示实验。凡是有液氮供应的     

安培力演示实验的改进

有的教科书在“安培力、磁感应强度”一节中，为了说明安培力现象和安培力大小的决定因素，介绍用4根导线把1根直导线悬吊在3个并列的蹄形磁铁两极间来进行实验演示，导线通电后，根据导线摆动的角度来比较安培力的大小．     

看得见的超声波演示实验

利用超声波能使光发生衍射的原理,将声光结合起来,以演示超声的直线传播、聚焦、反射、折射等特性,使学生直观地、形象地看到超声波的各种物理现象     

巧改演示实验

九年义务教育三年制初级中学教科书物理第二册第二章第四节"做功和内能的改变"一文中图2-9空气被压缩时内能增大的演示实验.本人在市里最大的中学工作20年做成功的次数很少.实验时有时拍打得手红肿疼痛,活塞损坏了也难以如愿.就是用硝化棉成功率也不是百分之百,并且存在取材备料困难的弊病.我们也了解了本市多所中学,他们说讲到本实验也常是模拟操作几下做个样子而以.     

Detection of a cylindrical boundary diffraction wave emanating from a straight edge by light interaction

The paper shows that the boundary diffraction wave originating at an edge is an omnidirectional cylindrical wave. The experimental set-up used to demonstrate this property employs a He-Ne laser beam. The beam is split into three beams using a glass plate. One of the beams passes straight through, the second beam passes through the glass plate and the third beam is the reflected beam. It is shown that the interference patterns are observed in all three beams. Analysis of these patterns shows that the boundary diffraction wave originating from the edge is an omnidirectional cylindrical wave. This analysis also provides strong evidence that the boundary diffraction wave travels not only within the beam where it originates but also to the neighboring coherent beam. The energy re-distribution was also shown to be dependent on the wavelength of the incident light beam and hence provides further evidence as to why longer wave lengths disperse more compared to shorter wavelengths in white light diffraction by an edge.     

基于CCD尺寸测量中图像边缘退化及恢复技术研究

针对直边衍射效应造成的图像边缘退化问题,建立边缘退化模型。从菲涅尔直边衍射理论出发,基于信号与系统理论的图像边缘退化数学描述方法,分析了造成图像边缘退化的原因。通过分析不同光源波长和成像物距下直边衍射强度分布曲线的特点,构造简单函数实现衍射光强分布的近似,进而得到退化系统传递函数;利用退化系统传递函数构造滤波器对获取图像的边缘进行恢复,从而提高尺寸测量精度。实验结果表明:经边缘恢复方法校正后的测量结果误差约为0.02 mm,相对未校正数据的测量结果误差减小0.04 mm,提高了尺寸测量精度。     

用半波带法讨论单缝夫琅和费衍射的课件演示与制作

根据半波带法的思路，介绍了利用计算机课件演示对单缝夫琅和费衍射的条纹光强与衍射角之间的关系，以便有效地化解教学难点，帮助学生对该知识点形成清晰的认识和深化理解，同时对课件制作要点作了简要说明。     

菲涅耳圆孔衍射计算机模拟演示的实现

为了克服菲涅耳衍射积分计算的复杂性和因光波频率高而导致的采样点数目巨大两大难题,利用Hankel变换算法,将二维计算变换为一维计算,并利用球面波因子处理,在普通PC上实现了菲涅耳圆孔衍射的计算机模拟演示．     

利用球面波夫琅禾费衍射放大衍射图样

基于球面波夫琅禾费衍射原理 ,通过理论推导得出衍射图样线度与障碍物 (被测物 )到像面的距离z成正比 ,而不是与物镜的焦距 f成正比 .因此仅通过移动障碍物 (改变z)即可使衍射图样线度得到放大 .本文以细丝的衍射实验为例进行了验证 ,实验结果表明该方法是可行的     

Boundary diffraction wave theory of resistive surfaces with edge discontinuities

The line integral of the boundary diffraction wave theory is derived by considering the exact diffracted fields of a resistive half-plane. The line integral is generalized for arbitrary resistive surface with edge discontinuity. The method is applied to the diffraction problem of waves by a convex resistive spherical reflector and the resultant field expressions are investigated numerically.     

Quantum-mathematical model of edge and peak point in Fresnel diffraction through a slit

The intensity distribution in Fresnel diffraction through a slit includes numerous small fluctuations referred to as ripples. These ripples make the modelling of the intensity distribution complicated. In this study, we examine the characteristics of the Fresnel diffraction intensity distribution to deduce the rule for the peak position and then propose two types of quantum-mathematical models to obtain the distance between the edge and the peak point. The analysis and simulation indicate that the error in the models is below 0.50 μm. The models can also be used to detect the edges of a diffraction object, and we conduct several experiments to measure the slit width. The experimental results reveal that the repetition accuracy of the method can reach 0.23 μm.     

圆锥透镜对偏轴球面波光束的衍射模式

球面波入射圆锥透镜产生的出射光束中心光斑直径较小且焦深长，适合通讯领域长距离测量和准直。针对实际操作中球面波光束入射时很可能与圆锥透镜的中心轴线发生偏移或倾斜，使衍射光场发生变化，着重研究圆锥透镜对偏轴球面波光束的衍射模式，并通过衍射理论和稳相法分析，研究其径向衍射光场的分布特性。使用半径为15mm，底角为1°的圆锥透镜进行计算机仿真和实验，最后将实验结果与理论分析和仿真结果相比较，证明球面波的曲率半径和出射光束的传输距离越小，偏轴对衍射模式的影响越小。该研究结果表明：在激光通讯等长距离通信中，使用曲率半径小的球面波光束代替平面波入射圆锥透镜，不仅可以扩展焦深，还可以降低偏轴对测量的影响。