光通过单缝衍射实验的简易做法

光通过狭缝，随着缝的宽度变窄，光将偏离直线传播的规律，在光屏上形成明暗相间的条纹，这就是光的衍射现象．该实验通常做法是用现存的缝宽固定的单缝进行实验，虽然在屏上很容易观察到衍射条纹，但单缝宽度却不好或者不易连续改变．采用下面的简易方法进行实验，就能随意改变缝的宽度，从而清楚地观察到随着缝宽的变化屏上形成的光斑及衍射条纹的动态变化情况，在此基础上进行分析就很容易得出产生明显衍射现象的条件及单缝衍射图样的情况．     

近场拉盖尔-高斯光束传输参数的双缝干涉测量实验

拉盖尔-高斯(Laguerre-Gaussian,LG)光束具有轨道角动量,分析近场条件下LG光束通过含光阑光学系统传输的解析公式,对不同阶LG光束通过双缝时双缝间的相位差变化进行了计算。利用计算机生成叉形衍射光栅显示在空间光调制器上,基模高斯光束产生衍射,得到不同阶次LG涡旋光束,通过CCD采集LG空心光束的光斑及双缝干涉后的图样,实现对LG光束传输轨道角动量特性的实验测量。在确定光束束径下,分析了叉形衍射光栅密度、空心光束宽度半径比、双缝宽度等参数对双缝干涉条纹的影响,在距离激光器1m处的SLM上显示4mm×5mm叉形衍射光栅,光栅密度约为16lines/mm,可产生暗斑尺寸在0.5mm~0.9mm之间、宽度半径比为0.2的LG空心光束。LG光束通过双缝宽度0.2mm,双缝间距0.5mm的光栅,可以得到清晰的干涉条纹。研究结果为近场光通信中利用光学涡旋轨道角动量编码信息提供了理论依据。     

多缝衍射的计算机模拟与演示

利用一个多缝衍射模型模拟光和微观粒子的干涉衍射现象。该模型可演示光的双干涉、ｎ缝衍射及色散现象;也可演示微观粒子的单、双缝衍射,物质波的概率特性及粒子从量行为到经典行为的过渡。     

便携式双波长同步对比波动光学课堂演示的实现

本文设计自制了便携式波动光学演示仪.该演示仪采用红、绿双色半导体激光器作为光源,配备多种规格的干涉、衍射和偏振组件,可以演示杨氏双缝干涉、多缝干涉、单缝衍射、小孔衍射、一维和二维光栅衍射、偏振等波动光学的主要内容.仪器体积小巧,激光功率大,采用电池供电,这些优点使之便于携带,无需暗室而可在普通教室演示,双色平行光源可以同步对比不同波长的干涉、衍射效果,实现了波动光学理论内容与实验现象的同步课堂演示.     

水波干涉衍射的演示与仿真实验设计研究

本文自主设计了一种水波干涉衍射的演示实验仪器，通过光影法进行增强，展示了水波干涉衍射的效果。本文还研究了振动频率、衍射缝宽等不同条件下的干涉衍射现象，并对该现象的原理进行了深入探讨。同时本文基于Matlab开发了一种可视化的水波干涉衍射虚拟仿真实验，具备图形化、直观性等优点。经过与演示实验现象的对比验证了仿真实验的合理性。仿真实验可以更好地应用于大学物理课堂演示。本研究成果可以促进物理学相关领域的研究和应用，对推动相关领域的发展具有重要的意义。     

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。     

“光的衍射”实验改进

1 原教材中的实验 原教材中的2521型学生实验仪的单缝是采用真空镀铬工艺镀铬在玻璃片上.镀铬的部分像镜子一样反光,不能透光;不镀铬的部分(即单缝所在位置)则透光.将此单缝与激光器、光屏依次安装在光具座上.调整三者的高度(使之在同一水平线上)和距离,使激光照射单缝,在光屏上投下的衍射条纹. 在实际教学过程中,教师除了要让学生观察到单缝衍射的图样外,还希望通过实验让学生观察产生明显衍射的条件及不同缝宽的衍射图样的不同,而原器材中只是配有两种不同缝宽的单缝,这是此仪器的不足之一;其次,我们知道光不仅遇到狭缝会出现衍射现象,在遇到障碍物时一样会出现衍射现象,而该仪器就无法做到这点,这是此仪器的不足之二.     

巧妙设计双缝干涉实验测量光的波长

为了解决高中《物理·选修3 4》“实验:用双缝干涉测量光的波长冶 的教学重难点问题,创新设计了双 缝干涉实验装置. 不但实验现象非常明显直观,实验效果极佳,而且符合原有实验设计对该实验能力的考查要求. 该实验设计可以作为演示实验和学生分组实验,是值得推广的实验方法     

杨氏双缝干涉实验中的光谱奇异现象

基于部分相干光的传输理论,研究了杨氏双缝干涉实验中的光谱奇异现象。发现在杨氏双缝干涉实验干涉场区中的某个点的光谱奇异现象,它会随着某些参量(如源光谱宽度Γ′,缝宽参量ε,相对空间相干度Δ0)的变化而改变,指出该现象可应用于信息的编码及自由空间的信息传输。     

光干涉衍射演示仪

在光的干涉、衍射的课堂教学中,我们希望能在讲课的同时演示光干涉和衍射现象,以增强学生的感性认识,提高课堂教学质量.由于光的干涉、衍射图象的范围很小,仪器不易调节,而且周围需要一个较暗的环境,这对课堂演示带来了困难.为此,我们研制了一种可携带的能演示大部分光干涉和衍射现象的光干涉衍射仪,它具有图象大而     

用光的干涉和衍射测量金属的线胀系数

在光的干涉实验中只要测出干涉条纹随金属温度变化的个数,进而求出金属长度随温度的变化量,在光的衍射实验中则利用衍射条纹的间距与缝宽之间的关系,通过测量衍射条纹的间距求出温度变化时待测金属的长度变化量,从而计算出待测金属的线胀系数。     

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.     

量子理论新方法研究光的双缝衍射

用量子理论新方法研究光的双缝衍射实验现象,首先用光的量子理论计算光在缝中双缝衍射的波函数,再由基尔霍夫定律计算光的衍射波函数,由衍射强度正比于衍射波函数模方,从而得到光双缝衍射强度的解析式,把量子理论计算结果和经典电磁理论计算结果以及与实验数据三者进行比较,发现量子理论结果与实验数据符合更好,而经典电磁理论计算结果与实验有一定偏差.从而说明量子理论更能精确解释光的衍射现象.该方法还可进一步研究光的单缝、多缝以及光栅衍射的实验现象.     

杨氏双缝干涉实验中光谱奇异现象的特性分析

研究了完全相干光和部分相干光分别照射双缝时,杨氏双缝干涉实验中干涉场区的光谱变化现象.根据干涉场中光谱标准矩定义了光谱的相对光谱移动和相对光谱增宽,并利用相对光谱位移和相对光谱增宽分析了光谱奇异现象的特性.研究结果表明,入射光的某些光谱参量（如源光谱宽度Γ0,中心拦截比ε,相对空间相干度Δ0）对相对光谱增宽的影响相当大.结果还表明了光谱标准矩方法是定量研究光在传输中的光谱变化以及光谱奇异现象的有效工具.     

平面变线距光栅衍射场的解析表达式

利用多缝干涉原理计算了平面变线距光栅的衍射场分布,给出了它的主极大位置、半宽度等物理量.讨论了该光栅在成像参量变化时对光栅衍射场的影响,得到了变线距光栅单色器参量变化的限制范围.     

复色光光栅衍射实验的Matlab仿真

光栅衍射光谱在单缝衍射因子和缝间干涉因子的共同作用下,随着缝的宽度,光栅常数以及缝的数目都会发生各种变化。本文基于光栅衍射原理,利用衍射光强公式,运用Matlab编写程序,模拟复色光光栅衍射实验,生动清晰的呈现光栅的分光作用,通过改变仿真中的参数值,研究了复色光光栅衍射光谱随缝宽,光栅常数以及缝数等参数的变化,分析了影响光栅分辨本领的因素。计算机仿真可以快速准确地显示实验结果,对加深教学中重点难点知识的理解,提高教学和学生学习的效果有重要意义。     

利用Mathematica实现多缝衍射立体化教学

利用Mathematica强大的运算及绘图能力,对多缝远场衍射过程中涉及的干涉和衍射现象进行模拟,进而得到多缝衍射的强度分布,形象说明多缝衍射特征及多缝衍射过程中干涉和衍射的关系。     

狭缝宽度对双缝后光场分布的影响

双缝光叠加的内容是波动光学中的重要组成部分,其后场是单缝菲涅耳衍射与双缝干涉综合作用的结果,难以得到精确的解析表达。本文基于波动光学中的惠更斯-菲涅耳原理,通过Matlab数值计算获得了不同双缝之后的光场分布。结果表明狭缝的宽度对其后叠加光场分布的影响很大。对于不透光部分为5.0mm的等宽双缝,当缝宽与入射光波长数量级相同时,其后轴线附近的光场可近似为杨氏双缝干涉结果;当缝宽比入射光波长大1～2个数量级时,其后场可近似为单缝夫琅禾费衍射修正的杨氏双缝干涉结果;而当缝宽比入射光波长大3个数量级以上时,后场表现为明显的直线传播特性。只有在宽度适当的双缝之后才出现典型的光栅衍射图谱,而且两缝宽度之间的差异将使得反衬度γ降低,导致条纹模糊。     

衍射光栅特性研究实验

衍射光栅特性研究实验将光栅弗琅禾费多缝衍射理论与光谱学习紧密结合,其涵盖普通物理中光波衍射、干涉和光谱等多个知识点,在大学物理光学类实验教学中占有重要的位置.本文通过实验内容安排、实验仪器和测量、实验过程重难点分析和实验可扩展研究问题几个方面对衍射光栅特性研究实验进行全面介绍和深入讨论.     

用双缝干涉测定光的波长实验的操作和改进

光的双缝干涉实验是研究光的波动性现象的典型实验,是高中物理教学中的一个重要实验.笔者查阅了从1980年直到现在的高中物理教科书,都有这个实验.以往在光的双缝干涉教学时,一般都采用讲授法,而不进行实验教学.