光学一题

试设计一种d=a杨氏双缝夫琅和费衍射装置,并导出屏幕上双缝干涉光强分布的表达式.这里a是双缝中每一缝的宽度,d是又缝中心没缝宽方向的宽度.(答案在本期找) “光学一题”解答 众所周知,双缝夫琅和费衍射光强分布是双缝干涉光强sin2(2υ)/sin2υ受到单缝衍射I0sin2u/u2的调制.这里I0=(Ca)2是宽度为a的单缝在屏幕中央所形成的光强,u=πasinθ/λ,υ=πdsinθ/λ ,θ是衍射角,由于d=a,即u=υ,故屏幕上光强分布表达式为这事实上是宽度为2a的单缝夫琅和费衍射光强分布,其中央衍射极大的角宽度将是宽度为a单缝的一半,丝毫没有什么双缝干涉的表现…     

光学一题

在通常的三缝夫琅和费衍射装置里, a是每一缝的宽度,d是相邻两缝中心的间距,今作如下两种修饰后,试画出远方屏幕上的光强分布.(1)将透明的π相移薄膜片复盖中缝.(2)将π相移片复盖下缝.光学一题解答潘维济　南开大学 (1)每一个缓的各自衍射结果都是一样的　光强分布,我们可暂不考虑衍射,单计算三缝干涉,计算中不计常数,则在θ方向上的合振幅为相干光强为　.再考虑单缝衍射调制作用,中缝经π膜片修饰后的三缝夫琅和费衍射光强分布如解图(a)所示,图中还画出了时元振幅失量叠加成零的示意. (2)π膜片修饰下缝时,θ方向上的相干叠加合复振幅Aθ…     

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     

多缝夫琅禾费衍射缺级现象分析研究

本文讨论了多缝夫琅禾费衍射的光强分布特点,编写Matlab程序绘制光强分布曲线,分析了多缝夫琅禾费衍射缺级现象的影响因素,与单缝衍射因子和缝间干涉因子有关．     

光纤激光器频谱组束的理论研究

 建立了由光纤激光器阵列、薄透镜和衍射光栅组成的频谱叠加理论模型，基于高斯光束的变换和衍射理论，推导出远场光强分布的关系式，探讨了系统参量的优化设计并进行了数值模拟。结果表明：当中心波长激光器的-1级干涉主极大与槽面衍射主极大重合、零级干涉主极大刚好落在槽面衍射的+1级零值极小上、其它波长激光器的-1级干涉主极大与中心波长激光器的槽面衍射主极大重合时，输出光束的衍射效率较高；当光栅平面法线与薄透镜光轴的夹角为衍射光栅槽形角的一半时，输出光束的半角宽度较小。     

单缝衍射光强分布测试法的研究

单缝衍射光强分布测试法的研究吴银花，王引娣（西北师范大学）单缝衍射光强分布实验中测量误差偏大是较棘手的问题，为此我们做了一些探讨性的研究工作．１误差原因分析１．１实验原理夫琅和费单缝衍射花样在空间某定点Ｐ（图１）的光强分布为：式中ａ为狭缝宽度，Ｉｐ为...     

低频液体表面波激光衍射条纹的特征

用激光衍射法实现了低频液体表面波稳定、清晰、反衬度非常高的条纹,并发现了缺级现象.理论上分析了表面波的光衍射效应,得到了衍射光场和表面波之间的解析表达式,表达式包括衍射因子和干涉因子.通过对衍射因子和干涉因子的分析,得到衍射条纹空间分布与表面波波长的关系、条纹的半角宽度与入射激光光斑覆盖表面波的个数和入射方向的关系、衍射光强度与表面波振幅的关系,并解释了条纹缺级现象.     

关于多缝衍射中“缺级”表述的分析与讨论

在大学物理教学中,部分教材与教案为了描述多缝衍射中干涉条纹与衍射条纹的重叠,将干涉极大与衍射极小重合时的现象表述为“缺级”,即本应出现的干涉极大在衍射极小的作用下缺失了。然而,干涉极大是否真的缺失了呢?深入的分析与实验表明“缺级”这一表述主要是基于肉眼的观测,是一种不太严格但形象的描述。从更为严谨的角度出发,所谓“缺级”其实是衍射极小对干涉极大的“劈裂”,使得原本的干涉极大发生分裂,分裂后的强度变小,宽度变窄,从而在视觉上变得难以察觉。     

部分相干厄米-高斯光束杨氏实验中的光强分布

将杨氏干涉实验作为双缝衍射现象处理,以部分相干厄米-高斯(H-G)光束为例,研究分析了多模部分相干光的杨氏双缝干涉光强和干涉条纹可见度的空间分布。数值计算说明,多模部分相干光束的空间相干参数、模阶数和缝遮拦比对衍射场中光强的空间分布(干涉花样)都有影响。当多模部分相干光的阶数为奇数时,轴上光强与光束的相干性会出现相消干涉;当多模部分相干光的阶数为偶数时,轴上光强与光束的相干性会出现相长干涉等。     

全息照相实验问题探讨

全息照相理论比较复杂，特别是在对实验现象的解释上，一些教材写得不够清楚.本文利用近代全息理论，对实验现象进行深入细致的分析与讨论.一、全息理论1.几何描述如图1（a）所示布置记录光路.为使讨论的问题简化并有利于再现实像，令参考光垂直人射干版.从图1（b）可看出，相邻干涉条纹的间距（光栅常数）为式中θ0为两束相干光的夹角，λ为光波波长.再现时，让与参考光相同的再现光也垂直入射在图1全息片上.其衍射角θp由光栅方程决定如图2所示，当k=0时，θp=0，表明零级衍射沿着再现光方向；当k= 1时，θ＋1=θ0，表明 1级衍射沿着原物…     

光栅缺级附近的两弱峰

从多缝及光栅衍射强度分布出发,指出缺级时,谱线位置附近的光强并非为零,而是出现两“弱峰”,并通过数值计算及计算机模拟技术,分析讨论了“弱峰”产生的原因及强度,位置的分布。     

雨滴下落“ 紫外灾难”的消除

对于雨滴在下落过程中, 当采用空气阻力f=k 1 v时, 其a t图像变化率一直减小, 只适用于速度较小 情况; 而当采用阻力f=k 2 v 2 时, 其a t图像变化率先增大后减小, 只适用于速度较大情况. 只有当采用阻力f= k 1 v+k 2 v 2时, 其at图像变化率一直减小, 同时适用于速度较小和较大情况, 比前两种理想化模型更加符合实际情 况     

非傍轴矢量余弦-高斯光束两种光强表示的比较研究

从矢量瑞利-索末菲衍射积分公式出发,以非傍轴矢量余弦－高斯(CoG)光束为例,对非傍轴矢量光束的两种光强表示式,即传统光强公式和时间平均坡印廷矢量的z分量进行了比较研究.对非傍轴矢量CoG光束轴上和横向光强分布详细的数值计算和比较结果表明,两种光强表示式之间的相对误差η与w0/λ、z/λ和偏心参量b有关,其中w0,λ和z分别为束腰宽度,波长和传输距离.当偏心参量b较小,且束腰宽度与波长相比不很小时,例如,b≤0.8,w0/λ≥0.8,z/λ=10时,二者间的最大相对误差ηmax＜2%,传统光强公式可以使用.     

基于光栅衍射的晶体X射线衍射缺级的理论基础和实验研究

以光栅衍射缺级理论为切入点对晶体X射线衍射缺级的现象、产生的根源进行了理论分析,得出：(1) 晶体X射线衍射缺级存在的可能性在于某些晶体材料晶胞的几何结构因子为零;(2) 在复式格子晶体或具有某种特殊缺陷的晶体的X射线衍射图样中存在缺级是这方面实验研究的方向。这些结论在材料物相、材料结构类型和不完整性分析等方面具有一定的参考价值。     

低频声表面波对细激光束的衍射效应

对于频率为几十赫兹的液体表面声波,实验上观察到反射光所形成的稳定、清晰的激光干涉图样.改变表面声波振幅,进一步发现了干涉图样的调制效应.调制效应明显地表现为干涉条纹的缺级,并且随表面声波振幅变化.依据波动光学原理,分析了调制作用下光束干涉所产生的光强解析分布及条纹特征,得到了干涉条纹角宽度与表面声波之间的解析关系,并据此对表面声波的特性参量波长和振幅及各级条纹相对光强分布规律进行了测定.     

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。     

关于光学仪器分辨本领的几个问题──备课扎记

光学仪器的分辨本领,通常是由夫琅和费衍射求得最小分辨角 但是,我们经常会遇到一些形式略异的公式,特别是式中的系数有的是0.77或0.5.此外,(1)式中的a究竟应该用光学仪器的哪一个通光孔的半径?在讨论显微镜的成象时,为什么也可以用夫琅和费衍射计算分辨极限呢?这些问题都曾经是使笔者在备课中感到困惑的问题. 1.光学仪器的成象与夫琅和费衍射 由于衍射现象,即使光学仪器不存在象差,物面上的一个点在象面上也会形成一个光斑.如何计算这个光斑的大小和强度分布呢? 在圆孔的夫琅和费衍射中,可以算得光斑的强度分布为利用贝塞耳函数的性质,不难…     

洛埃镜干涉条纹的可见度

洛埃镜、菲涅耳双面镜和双棱镜都是观察不定域、分波前、双光束干涉的实验装置,在图1(a)洛埃镜装置中,缝宽为a的实缝S,其边缘A和B是自上而下分布的;实缝S对M反射镜的虚像S'的对应边缘A'和B'却是自下而上分布的.在图1(b)菲涅耳双棱镜装置中,两相干虚光源缝缘A1、B1和A2、B2的分布方向则是一致的.由于两装置中的实缝AB是被非激光的普通单色光所照明,两相干双缝中非对应点(如A和C'、A1和C2)所发光波是不相干的,所以屏幕P上的光强分布应该是许多对应点各自干涉光强分布的迭加.若缝宽a恰是两相千缝最近边缘间距2b的四分之一,即a=b/2,我们…     

部分相干光的杨氏干涉光强分布特点研究

基于部分相干光(GSM)互强度传播规律研究了部分相干光杨氏双缝干涉光强分布特点。采用数值分析方法研究了干涉条纹光强随狭缝的几何尺寸、观察距离和光束光学参数变化的规律。     

康托集类光栅衍射实验研究

衍射光栅它在当今信息时代是一种不可或缺光学元件,特别是在光谱学、激光工艺、光学信息处理、光通信等许多领域中都有着十分重要的应用。本文以康托集分形光栅为研究对象,自行设计并观察了康托集分形光栅三个阶段的夫琅和费衍射现象,根据惠更斯．菲涅耳原理,讨论了一维康托集分形光栅的夫琅和费衍射光强分布特性。