泊松亮斑 单缝衍射 及其程序

92 2022-12-22 11:33

菲涅耳设计一个实验
利用两个与小孔或不透明障碍物边缘都无关的小光源,用两块彼此接近180°角的平面金属镜,避开衍射,由反射光束来产生干涉现象。并运用大量工具进行数学运算,使实验数据与计算结果一致,被授予优胜奖。菲涅耳波动说解释影子的存在和光的直线传播,并指出光的干涉现象和声音的干涉现象所以不同,是由于光的波长短得多。
小结
1818年,法国科学院提出了征文竞赛题目:一是利用精确的实验确定光线的衍射效应;二是根据实验,用数学归纳法推求出光通过物体附近时的运动情况。在法国物理学家阿拉果与安培的鼓励和支持下,菲涅耳向科学院提交了应征论文。
他用半波带法定量地计算了圆孔、圆板等形状的障碍物产生的衍射花纹。菲涅耳把自己的理论和对于实验的说明提交给评判委员会。参加这个委员会的有:波动理论的热心支持者阿拉果;微粒论的支持者拉普拉斯、泊松和比奥;持中立态度的盖·吕萨克。菲涅耳的波动理论遭到了光的粒子论者的反对。
泊松亮斑原理 泊松亮斑原理
在委员会的会议上泊松指出,根据菲涅耳的理论,应当能看到一种非常奇怪的现象:如果在光束的传播路径上,放置一块不透明的圆板,由于光在圆板边缘的衍射,在离圆板一定距离的地方,圆板阴影的中央应当出现一个亮斑,在当时来说,这简直是不可思议的,所以泊松宣称,他已驳倒了波动理论。菲涅耳和阿拉果接受了这个挑战,立即用实验检验了这个理论预言,非常精彩地证实了这个理论的结论,影子中心的确出现了一个亮斑。
这一成功,为光的波动说增添了不少光辉。 泊松是光的波动说的反对者,泊松根据菲涅耳的计算结果,得出在一个圆片的阴影中心应当出现一个亮点,这是令人难以相信的,过去也从没看到过,因此泊松认为这个计算结果足够证明光的波动说是荒谬的。但是恰巧,菲涅耳和阿拉果在试验中看到了这个亮斑,这样,泊松的计算反而支持了光的波动说。过了不久,菲涅耳又用复杂的的理论计算表明,当这个圆片的半径很小时,这个亮点才比较明显。经过实验验证,果真如此。菲涅耳荣获了这一届的科学奖,而后人为纪念泊松为实验提供了方法便称这个亮点为泊松亮斑。 菲涅耳开创了光学的新阶段。他发展了惠更斯托马斯·杨的波动理论,成为“物理光学的缔造者”。
 
 

全部评论

·