泊松光斑

✍ dations ◷ 2025-11-20 01:08:26 #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

  • 太空望远镜因为地球的大气层对许多波段的天文观测影响甚大,天文学家便设想若能将望远镜移到太空中,便可以不受大气层的干扰得到更精确的天文资料。目前已有不少空间望远镜在太空中运行,例
  • 19941994年欧洲歌唱大赛是第39届欧洲歌唱大赛,该届赛事于爱尔兰首都都柏林的点剧院举办,比赛的日期是1994年4月30日。截至2017年为止,本届赛事是最后一次于四月举办的欧洲歌唱大赛
  • 元素分区根据元素外层价电子构型的不同,周期表可以分成几个区;同一区里的元素,其填在最高能级上的电子的亚层轨道类型是相同的。分区的名称就是根据轨道的名称定的:下表列出了元素周期表
  • 入声入声(checked tone、entering tone)是音韵学之概念,包括入声韵及入声调。在一般行文中,此二概念往往都混同、省称为入声。入声韵又称促声韵,是指传承自古代汉语之一类音节结构,其
  • 桃李劫《桃李劫》,1934年中国早期有声电影,由上海左倾的电通公司制片厂制作,应云卫执导,于该年12月16日在上海金城大戏院上映。主演袁牧之亦与应云卫一起担任该片编剧。电影的主题曲是
  • 日本音乐著作权协会一般社团法人日本音乐著作权协会(日语:一般社団法人日本音楽著作権協会),简称JASRAC(来自其英文译名“”),是依日本《著作权等管理事业法(日语:著作権等管理事業法)》设立,并于日本国内
  • 2,3,3-三甲基戊烷2,3,3-三甲基戊烷是辛烷的同分异构体之一,化学式为 C 8
  • 硫化镉锌硫化镉锌又称硫化锌镉,是硫化锌和硫化镉的混合物或复合物,可以用(Cd,Zn)S表示。它可用作光催化剂或半导体材料。它曾经被用作美国的非法人体实验。硫化镉锌可以乙酸锌为锌源,乙
  • 香蕉等效剂量香蕉等效剂量(Banana Equivalent Dose,BED)是一种非正式的电离辐射暴露剂量单位,旨在向大众比较通常的辐射剂量与吃下一个平均尺寸香蕉所受到的天然放射性核素辐射剂量。香蕉包
  • 大桥彩香大桥彩香(1994年9月13日-)是日本女性声优、歌手,HoriPro International所属。东京都出身,身高159cm,血型A型。2011年,在Horipro Talent Scout Caravan(日语:ホリプロタレントスカウト