用量子理论新方法研究C_(60)分子的双缝衍射

微观粒子的运动规律一直是人们很感兴趣的课题,为了更好地解释物质波衍射问题,本文用量子理论新方法研究C60分子的双缝衍射,首先用薛定谔方程严格求解左右缝中的C60分子的波函数,再由费曼路径积分量子理论计算得到C60分子在缝后的衍射波函数,继而得到衍射屏上的衍射波函数,在考虑退相干效应对此双缝衍射的影响时,由数学转换求出C60衍射波函数模方与衍射屏上的衍射位置之间的数学关系表达式,理论计算与实验数据拟合结果很好,这说明微观粒子的衍射需要用完全的量子理论方法进行研究,由此可推得此方法对微观粒子运动的研究具有普适性,还可以对物质波及其他粒子的单缝衍射、多缝衍射和光栅衍射进行研究。     

冷中子衍射的研究

首先用薛定谔方程严格求出中子在缝中的波函数,然后用路径积分方法计算出中子衍射波函数.从而给出中子双缝衍射相对强度的解析式,最后把理论计算结论与实验数据进行比较,符合相当好.     

大分子双缝衍射中的退相干现象

利用量子理论分析C60分子的双缝衍射实验数据,得到了C60分子的双缝衍射强度表达式,并利用退相干效应对衍射强度进行修正.所得结果与实验数据相符.     

波函数的时域衍射

在一级微扰近似下研究了弱高斯脉冲线性啁啾光场驱动下二能级系统的粒子跃迂过程,得到了类似于光的菲涅耳直边衍射形式的波函数解析表述．分析了波函数在时域的振荡以及系统极化强度的演化规律．结果表明,波函数在时域的演化是量子衍射的结果．     

光的干涉与衍射的Matlab仿真及其实验观测

利用Matlab仿真模拟了双缝干涉随缝宽变化的光强分布曲线,结果表明随着缝宽的增大,干涉条纹受到单缝衍射的调制,最终变成双缝衍射。通过实验观测了不同缝宽的双缝干涉与衍射图样,发现缝宽较大呈现的是双缝衍射现象,缝宽减小后才观测到明暗相间、等间距的双缝干涉条纹,与模拟结果一致。同时根据光的双缝干涉与单缝衍射所测数据测定了激光波长。通过从理论与实验上对光的干涉与衍射的探究,直观地展示干涉与衍射条纹分布特点,这能加深对光的干涉与衍射的理解和掌握。     

高斯光束下的双缝衍射

依据基尔霍夫衍射理论,利用幂级数展开的方法推导出旁轴条件下高斯光束双缝衍射的近似光强计算公式,并通过数值计算对双缝衍射的基本特性进行了讨论,得出了与其他文献一致的结论,得出了高斯光束下的双缝衍射极小值点比平行光束双缝衍射的极小值点向外移,观察屏中心光能变小;光强分布可由激光斑在衍射屏处的参数调制的结论.     

杨氏实验的理论探讨

杨氏实验在物理学中有着重要的作用,包含着光的干涉、衍射、调制以及量子态叠加等内容,既展现了光的波动理论的意义和魅力,又表现了量子理论的深刻内涵.本文从双缝干涉、双缝衍射、双缝调制以及双缝量子态叠加等几个层面上探讨了杨氏实验所蕴含的基本理论,有助于光学理论的研究与教学.     

施主杂质量子点的光折射率

利用精确对角化方法计算了两个电子在施主杂质抛物势量子点的能量和波函数,通过密度矩阵方法得到光折射率改变量的表达式,在这基础上计算了杂质量子点由1S态跃迁到1P态的光折射率改变量,并对杂质的电荷量不同的杂质量子点的结果进行分析.     

波函数归一化问题的学习与探讨

从归一化的概念和目的出发,明确根据需要波函数可以归一化成不同结果,针对归成函数是否叫归一化,得到的波函数是否是归一化波函数等存在的争议,本文通过讨论给出了明确的回答,归成函数也是一种归一化,但得到的波函数不是归一化波函数。同时,也对连续谱本征函数的箱式归一化结果的理解与使用作了一定的讨论。     

抛物量子点的光折射率

利用精确对角化方法计算了带有类氢施主杂质的量子点的能量和波函数,通过密度矩阵方法得到光折射率改变量的表达式,在这基础上计算了抛物量子点由基态（L=0态）跃迁到第一激发态（L=1态）的光折射率改变量,并与无杂质量子点的结果作对比．     

锥形透镜对球面波的传输变换特性

用衍射理论及稳相法推导了锥形透镜后产生的衍射模式．给出了相应的计算公式及仿真结果，并与平行光束入射的计算公式及仿真结果作了对比，给出了结论．     

Fraunhofer衍射的光量子路径积分方法

<正> 在波动光学中,Fraunhofer衍射的光强分布规律,可根据Huygens-Fresncl原理,用积分法或复振幅合成法进行计算,其结果与实验规律相符。表明光的电磁波动理论能很好的处理Fraunhofer衍射问题。而在1909年,Geoffre Taylor用强度非常弱的光源发出的光照射到一根针上,观察其衍射现象。从实验过程中,他证实了光子是单个地、断续地     

基于量子理论的电子双缝衍射实验

用薛定谔方程求解电子在缝中的衍射波函数,用路径积分方法求解电子在缝外的衍射波函数,最终推导出衍射强度的关系式.理论计算结果和实验测得数据符合相当好,验证了量子理论方法能够精确解释电子的衍射现象.     

Fresnel圆孔衍射研究

Frosnel圆孔衍射是光学中的重要内容之一，目前大多讨论的是单色发散点光源经小孔后衍射会聚波在轴线上的光强分布规律，较多使用半波法和矢量图解法．本文从惠更斯-菲涅尔原理出发，并对单色发散球面波和单色会聚球面波入射经小孔后会聚衍射光波和发散衍射光波的衍射规律作了研究，得出了一些有意义的结论.     

大数量圆柱绕射问题递推算法的理论基础

利用单根圆柱绕射问题的特征函数展开解,直接构造出浪散射的传输矩阵,进而利用Ｂｅｓｓｅｌ函数和Ｈａｎｋｅｌ函数的平移公式,对水波动力学问题建立了大数量圆柱波浪绕射的递推算法。作为算例,就不同方向、不同波数入射波情况下的双圆柱绕射问题进行了具体计算,并将计算结果与多柱绕射问题截面周线波动源分布法的结果进行了比较,计算比较表明,文中建立的大数量圆柱绕射问题的递推算法是有效的。该算法可以进一步拓广至其他形     

菲涅耳圆孔衍射的光量子理论

根据光的波粒二象性及量子力学路径积分的基本思想,建立了菲涅耳衍射的光量子路径积分形式。并首次对菲涅耳圆孔衍射问题给出了精确的定量描述,其结果与波动光学定性讨论规律相符,又与实验所得衍射花样一致.     

建立严格衍射积分的简单方法

本文依据一个基本假设来建立光波传播空间的传递函数和空间脉冲响应的精确表达式及衍射积分。这一方法较经典的电磁场理论方法和一般傅里叶光学文献中的方法简单明瞭。如此建立衍射式将自动排除 Kirchhoff 衍射理论中边界条件的不自洽性,而得到与自洽的 Sommerfeld 理论相吻合的结果。文章表明,衍射现象唯一取决于光传播空间的特性,而这一特性正是光的波动性的必然结果。衍射现象实际上也是信息在传递过程中通常总会产生一种失真现象。     

傅里叶变换的无透镜光学实现

用发散球面波照明物体的自由空间菲涅耳衍射，实验物体的傅里叶变换；用汇聚球面波照明物体的自由空间菲涅耳衍射，实现物体的逆傅里叶变换，提供了一种无透镜傅里叶变换模式，对光学信息处理具有实用价值。计算机模拟结果验证了理论的可靠与可行。     

Observation of the Kapitza-Dirac effect

In their famous 1927 experiment, Davisson and Germer observed the diffraction of electrons by a periodic material structure, so showing that electrons can behave like waves. Shortly afterwards, Kapitza and Dirac predicted that electrons should also be diffracted by a standing light wave. This Kapitza-Dirac effect is analogous to the diffraction of light by a grating, but with the roles of the wave and matter reversed. The electron and the light grating interact extremely weakly, via the 'ponderomotive potential', so attempts to measure the Kapitza-Dirac effect had to wait for the development of the laser. The idea that the underlying interaction with light is resonantly enhanced for electrons in an atom led to the observation that atoms could be diffracted by a standing wave of light. Deflection of electrons by high-intensity laser light, which is also a consequence of the Kapitza-Dirac effect, has also been demonstrated. But the coherent interference that characterizes wave diffraction has not hitherto been observed. Here we report the diffraction of free electrons from a standing light wave-a realization of the Kapitza-Dirac effect as originally proposed.     

增光子相干态光场与二能级原子相互作用中的含时维格纳函数

利用相互作用表象中增光子相干态光场与二能级原子作用的系统动力学波函数,通过约化密度算符和维格纳函数福克基矢展开技术得到描述光场随时间演化的含时维格纳函数,并用数值模拟分析该维格纳函数随时间演化及随光场振幅变化的特点.模拟结果显示,在随时间演化时,维格纳函数的负值性在单光子过程中不具周期性,在双光子过程中具有周期性;在随光场振幅变化时,维格纳函数的负值性随光场振幅的增强而逐渐减弱,光场的非经典特性逐渐趋近于经典特性.