双光束干涉中偏振态分布的演示实验

光的干涉现象是波动过程的基本特征之一,是波动光学研究的主要内容.相干条件说明光波的偏振态对光的干涉效应有影响.为了让学生更好地理解光的干涉过程中偏振态的影响,本文设计了一种全息记录光路,利用一种对激发光偏振态敏感的偶氮染料样品,演示了样品经过不同偏振的两束特定波长写入激光作用后,可以观察到写入光和探测光的衍射现象.这些衍射现象说明样品中可以形成的不同类型的折射率光栅,而这些折射率光栅来源于样品表面不同偏振态的周期分布导致的染料分子的周期取向分布,从而形象地说明了光的干涉过程中相位差的重要性,有助于学生对光的干涉的深入理解.     

正交偏振干涉的矢量光场分析和检测

在大学物理中,光的干涉和衍射现象是描述光的粒子性和波动性非常常见的内容。那么光的干涉需满足相干条件,即两束光具有相同的偏振态、相同的频率和固定的相位差。因此,在标量衍射理论中,完全正交偏振的光不能够发生干涉现象。为拓展和探究正交偏振态下两束光相遇时光场的矢量变化,本文构建了基于马赫-曾德尔配置的正交偏振光(即正交线偏振和正交圆偏振)相干涉而产生的光场,利用检偏器检测光场的矢量特征及条纹分布情况。结果表明正交偏振光相干涉产生了周期性的矢量光场。该研究能够帮助学生更加直观的掌握波片及偏振片调制不同偏振态的光束并实现矢量光场的检测和分析。     

利用偏振干涉成像光谱仪进行偏振探测的新方法

以往对干涉成像光谱仪的研究通常仅限于对光的干涉特性的利用,即由目标干涉图得到其光谱图,而忽略了其丰富的偏振信息.为了在利用光的干涉特性的同时还充分利用光的偏振特性,在原有偏振干涉成像光谱仪的基础上,结合现有的干涉成像光谱技术与偏振探测原理,提出了一种利用现有偏振干涉成像光谱仪获取探测目标的偏振参数(偏振度、偏振方位角等)的新方法,并对其精度误差进行了理论分析,证明了其不但具有较高的稳定性而且具有极高的测量精度.因此,若把以往的偏振干涉成像光谱仪看作是照相机与光谱仪功能的结合,则现在可以将之理解为成像仪、光 关键词： 偏振探测 偏振干涉成像光谱仪 Stokes参量 Savart偏光镜     

第十七章 光的本性

第十七章光的本性练习一光的波动性光的色散电磁波谱一．判断题１．光是横波，光具有波动、粒子二象性。（）２．任何一种单色光在不同媒质中传播时，其频率相同，折射率不同。（）３．无线电波的干涉、衍射现象比可见光的干涉、衍射现象更容易被观察到。（）４．水面上薄...     

多圆孔夫琅和费衍射的研究及衍射图样的可视化

为了认识多圆孔衍射的物理特征和图样特点,通过多圆孔衍射与光栅衍射的类比,结合单个圆孔的衍射和光栅的多条缝之间的干涉,得出多圆孔夫琅和费衍射的光强公式。采用MATLAB语言编程作图,得到多圆孔夫琅和费衍射图样,并方便地观察衍射图样随各个参数的变化,有助于学生更好地理解干涉和衍射现象的物理本质。计算机可视化光学现象,有助于提高学生的学习兴趣。圆孔衍射与多缝干涉结合起来处理问题的思路,有助于激发学生深入思考,进行探究式学习,培养创新能力。     

浅析“光的干涉”中的光源性质及作用

围绕光波干涉条件,分析了光源性质与实现干涉的方法,以及光源对干涉条纹分布及特性的影响.教学中强调光源性质对相干性的影响,能够加深学生对光的干涉现象与本质的理解.     

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...     

简单实用的光的衍射、干涉演示仪

1 制作原理 光的衍射、干涉演示仪是根据光的波动性制作而成的.激光通过单缝发生衍射,通过双缝后形成两束相干光波,在空间相遇叠加,在屏幕上产生明暗相间的干涉条纹.     

问题解答

问:如何理解光的二象性及如何看待s=hv?答:人们对光的本性的认识来源于大量的科学实验.事实说明,光不仅有波动的性质(已被光的干涉、衍射等事实所肯定),而且还有粒子的性质(已被光电效应、康普顿散射等事实所肯定).这就叫光的二象性.从经典的观点看来,这两种性质是完全对立的.其实这只是物     

偶氮苯聚合物全息光栅衍射效率和偏振特性研究

研究了不同偏振全息模式下基于交联偶氮苯聚合物薄膜的相位光栅的形成机理、衍射效率和偏振特性.利用琼斯矢量表征了正交线偏振(SP)和半行线偏振(SS)干涉模式下的偏振干涉场.基于SP和SS两种模式,制作了无明显表成起伏的纯折射率光栅和有表面起伏的浮雕光栅.偏光显微镜(POM)观测说明纯折射率光栅具有周期性的折射率分布;近场光学显微镜(SNOM)探测说明纯折射率光栅和浮雕光栅的表而起伏在5 nm以下和 85.23 nm.实验表明.当探测光为水平偏振时,纯折射率光栅的衍射效率达到22.2%.浮雕光栅只能达到1.65%.纯折射率光栅的0、 1级衍射光分别为水平和竖直线偏振光,偏振度达到0.9969和0.9963;浮雕光栅的0, 1级衍射光均为水平线偏振光.     

多缝衍射中缺级现象的演示

普通物理光学课在讲解多缝夫琅和费衍射时,阐述单缝衍射因子和缝间干涉因子的作用以及缺级概念都是十分重要的。以往,只是借助于间距固定的双缝和多缝来演示上述的概念,虽然对理解这些问题有所帮助,但只是停留在静态现象的观察,不能显示出随常数d(d=a b)的改变,衍射图样动态变化的过程。我们用自己制作的可调间距的双     

电子干涉、衍射实验──微观粒子波粒两象性的验证

微观粒子具有波粒二象性,这是量子力学中最基本的一个概念.而波动性的一个基本特征是波的叠加,在一定条件下表现为波的干涉、衍射等现象. 静止质量不为零的实物粒子(例如电子)的于涉、衍射现象.并不象光那样在日常生活的某些条件下就能观察得到,对它进行干涉、衍射实验远比对光的实验要困难.最早证实电子具有波性的实验是1927年戴维孙(Davisson)和盖末(Germer)所做的电子在晶体表面反射后产生的衍射[1].接着不久是汤姆孙(Thomson)[2]和塔尔塔科夫斯基(　　)[3]分别用快速和慢速电子对晶体的衍射.但这些实验的结果都与晶体本身的晶格常数有…     

多狭缝衍射中的缺级现象

讨论多狭缝衍射中经常遇到缺级现象,一些书上认为它出现在两狭缝中心的间距(a+b)与狭缝宽度a的比值为整数时。下面以夫琅和费双狭缝衍射为例说明(a+b)/a不等于整数时也出现缺级现象。 如图,当平行光垂直照射双键时,我们能够得到在透镜L的焦平面上的光强分布为其中C为常数我们知道(1)式中的因数 是宽度为a的单缝夫琅和费衍射图样的光强分布。因数cos2v是位相差为2v的两束光所产生的干涉图样的光强分布。当其中任一个为零时,则合成光强即为零。我们来分析 当0一切财产生干涉最大 (a+b)sinw=ikA k=0,1,2,…(4) 当u=k’。时产生衍射最小 assup…     

熊猫光纤背向衍射图样的图像互相关定轴方法

针对基于背向衍射图像的熊猫光纤定轴法需要建立标准图样库的难题,进行了熊猫光纤在不同方位角所产生的背向衍射图样相关性分析的实验研究.实验显示：快轴方向的背向衍射图样与慢轴方向的背向衍射图样之间具有差异性;在快轴或慢轴方向附近的背向衍射图样之间具有相似性;快轴或慢轴方向的背向衍射图样自身具有对称性.根据差异性、相似性和对称性这三个特性,建立了一种基于熊猫光纤背向衍射图样的图像互相关定轴方法,用于确定熊猫光纤快轴或慢轴这些特殊方位角.此方法不用建立标准图库就可以实现熊猫光纤特殊方位角的定轴.     

无衍射光的干涉实验与理论分析

分析了两束无衍射光的干涉场分布形式和干涉条纹轨迹。将一束单色光入射两小孔产生的两束相干光照射轴锥镜,在轴锥镜后将产生两束无衍射光。根据单束倾斜光入射轴锥镜的无衍射理论,分析出这两束无衍射光产生的干涉场为每束无衍射光的无衍射场的线性叠加。利用零阶贝塞尔函数的零点公式,推导出两束无衍射光的干涉条纹的轨迹为双曲线。计算结果表明,干涉场中两中心的间距与两孔实际的间距和干涉场距轴锥镜的距离成正比。实验结果与理论仿真相一致。     

旋转矢量在光的干涉和衍射中的应用

旋转矢量在讨论两个及两个以上简谐振动合成的问题时,是一种很方便的工具。利用旋转矢量分析计算光的干涉和衍射光强分布十分简洁直观,而无需涉及复杂的积分计算,且得到的结果与利用菲涅尔衍射积分公式得到的结果一致。利用旋转矢量讨论光的干涉和衍射问题可加深同学对振动合成、干涉和衍射相关知识的整体理解。本文利用旋转矢量具体讨论了光的干涉和单缝衍射的条纹分布和光强分布。     

不等缝宽多缝的夫琅禾费衍射及计算机模拟

基于复数法、积分法和矢量法研究不等间距多缝的夫琅禾费衍射的振幅和光强分布.应用Matlab软件进行数值模拟得到衍射图样,分析衍射图样.衍射振幅的推导方法和计算机模拟方法对于研究干涉、衍射等有一定的实际意义和指导意义.     

关于由衍射片的背面反射光形成的衍射图样的讨论

在光的衍射实验中,我们看到的一般是由通过衍射片的直射光形成的衍射图样,但在衍射片的另一面,同样存在着另一个衍射图样,它是由衍射片的背面反射光形成的,两个衍射图样关于衍射片对称.本文给出了这种实验现象,并用巴比涅原理解释了这种现象.     

光的干涉的教学

光的干涉是关系到光的本性。它是证明光具有波动性质的明显实例,它又是直接关系到光的衍射和偏振的讲授,所以它是物理光学的重要部分。它对于工业生产亦很重要。在工业技术上应用它的亦很多,例如用它来精确地检查滚珠轴承合不合规格,用它来检验量度仪器够不够标准。     

由多边形小孔的远场衍射解释灯光的星芒

用光的衍射理论证实了相机感光元件记录的图样为光圈的远场衍射图样,揭示了灯光星芒的成因.由数值计算可得:当多边形衍射孔的边数n为奇数时,星芒有2n条;n为偶数时,星芒有n条.若光圈的边为直线,则衍射图样为光刺;若光圈的边为圆弧,则衍射图样为光柱.实验观察了正三、四、五、六、八边形孔的远场衍射图样,并对比了正六边形孔衍射条纹到中心的距离、各级衍射条纹的相对亮度的实验和理论结果,两者符合说明了理论分析的正确性和数值算法的有效性.