泊松光斑

✍ dations ◷ 2025-11-21 14:28:49 #衍射

泊松光斑,也称阿拉戈光斑。是一种由于光的衍射而产生的一种光学现象。

在满足菲涅耳数的情况下:

其中

当单色光照射在一定尺寸的小圆板或圆珠时,会在之后的光屏上出现环状的互为同心圆的衍射条纹,并且在所有同心圆的圆心处会出现一个极小的亮斑,这个亮斑就被称为泊松亮斑。这个亮斑的出现是对光的波动性的一个很好的证明。

有趣的是,虽然这个现象是由最早计算得到它的法国物理学家西莫恩·泊松命名,但泊松却是企图利用“中心点的光穿过障碍物到达光屏”这个与常识相违背的结论来推翻光的波动说。

除光外,在其他物质流的衍射现象中也能发现泊松亮斑的存在。

1814年,奥古斯丁·菲涅耳开始致力于光的本性的研究,他再度重现了托马斯·杨于1801年建立的光的双缝干涉实验,并用惠更斯原理对这一现象作出完美的解释。与此同时,他开始研究小孔衍射问题。

1817年,法兰西学术院举行了一次关于光的本性问题的科研成果最佳论文竞赛,菲涅耳加紧了研究工作;他在他弟弟的帮助下,成功地提出了后人称之为惠更斯-菲涅耳原理,他用这一原理出色地解释了光的直线传播规律,提出了光的衍射理论的子波解释,并于1818年提交了论文。科学院成立了一个评委会,评委会的成员中有波动的支持者弗朗索瓦·阿拉戈(1786—1853),有波动说的反对者泊松(1781—1840)、让-巴蒂斯特·毕奥(1774—1862)、皮埃尔-西蒙·拉普拉斯(1749—1827),有一中立者路易斯·盖-吕萨克(1778—1850)。尽管不少成员不相信菲涅耳的观念,但是最终还是被菲涅耳数学上的巨大成功及其与实验上的一致性所征服,并授予他优胜奖。

泊松想推翻菲涅耳的观点,就借助于波动理论对衍射理论进行详细地分析。他发现:用一个圆片作为遮挡物时。光屏的中心应出现一个亮点(或者用圆孔做实验时,应该在光屏的中心出一个暗斑),这是令人难以相信的事实,过去也未曾有人见到过。菲涅耳又经过严密的数学计算发现,只有当这个圆片的半径很小时,这个亮点才比较明显(或圆孔很小时,暗斑明显)。事后,菲涅耳和阿拉戈精心设计了一个实验,确认了这一亮斑的存在,证明了这一预言的正确性。

这个初看起来似乎是荒谬的结论,是泊松研究菲涅耳论文时把它当作谬误提出来的,但却成了支持波动说的强有力的证据。后来人们为了纪念这一极具戏剧性事实,就把衍射光斑中央出现的亮斑(或暗斑)称为“泊松光斑”。

相关

  • SNOMED CTSNOMED CT(Systematized Nomenclature of Medicine -- Clinical Terms,医学系统命名法-临床术语,医学术语系统命名法-临床术语),是一部经过系统组织编排的,便于计算机处理的医学术语
  • 千代田区千代田区(日语:千代田区/ちよだく Chiyoda ku */?)是日本东京都的特别区之一,位于东京都区部的中心位置,在1947年(昭和22年)3月15日由麹町区与神田区(日语:神田区)合并而来,名称来自于
  • 首过代谢首渡效应或首关效应(英语:First pass effect)是指口服药物在消化道吸收后,首先进入肝门静脉系统;部分药物在通过肠黏膜和肝脏时,可能被代谢失去活性,从而使进入循环的药量减少,药效
  • 车臣人100车臣人(车臣语:Нохчий)是北高加索地区众多民族中人口最多的民族。在现代,所谓的车臣人有多种划分方法:比如,按照所生活的地域,可分为山地车臣人和平原车臣人或者用组成车
  • 水利委员会水利委员会(荷兰语:waterschap或hoogheemraadschap;法兰德斯以及法国北部:watringue(法语:Watringue), France: agence de l'eau(法语:Agence de l'eau);德语:Wasserverband)是种区域组
  • DNA dependent DNA聚合酶DNA聚合酶(DNA Polymerase,EC编号2.7.7.7)是一种参与DNA复制的酶。它主要是以模板的形式,催化脱氧核糖核苷酸的聚合。聚合后的分子将会组成模板链并再进一步参与配对。DNA聚合酶
  • 无线局域网无线局域网(英语:Wireless LAN,缩写WLAN)是不使用任何导线或传输电缆连接的局域网,而使用无线电波或电场与磁场作为数据传送的介质,传送距离一般只有几十米。无线局域网的主干网路
  • 李算朝鲜正祖(朝鲜语:조선 정조/朝鮮 正祖 Joseon Jeongjo;1752年10月28日(农历9月22日)-1800年8月18日(农历6月28日)),名讳李祘(朝鲜语:이산/李祘 Yi San),朝鲜王朝的第22代君主,1776年至1800
  • 芝山岩惠济宫坐标:25°06′11″N 121°31′51″E / 25.103060°N 121.530781°E / 25.103060; 121.530781芝山岩惠济宫,是位于台湾台北市士林区名山里、芝山岩上的庙宇,合并自祭拜观音的芝
  • 对苯醌四甲酸二酐对苯醌四甲酸二酐也称为“1,4-苯醌四甲酸二酐”、“对苯醌四羧酸二酐”或“1,4-苯醌四羧酸二酐”是一种 有机碳氧化物,其分子式为C10O8。这种化合物可视为每分子对苯醌四甲酸