单缝夫琅和费衍射光强的一种推导方法

现行的光学教材在介绍单缝夫琅和费衍射时，均在特殊情况下导出单缝夫琅和费衍射的光强分布。本文给出一种在一般情况下导出单缝夫琅和费衍射光强表达式的方法。     

电子多缝衍射强度分析

将电子状态用波函数描述，由动量概率分布，推出电子多缝衍射强度分布。     

双缝干涉与衍射之再认识

用数学的方法导出双缝干涉的光强分布公式，据此进一步论述干涉与衍射的区别与联系．     

夫琅和费圆缝衍射的分析

论述由两个贝塞尔函数之差表示的圆缝衍射的光强分布公式，并以此分析三种情况的衍射斑的各级极值光强位置，进而讨论艾里斑随ε的值接近于１而收缩的规律。     

解析圆孔和单缝的Fraunhofer衍射光强分布

借助计算机的数值计算比较圆孔和单缝的Fraunhofer衍射的光强分布，得出了两者的中央亮纹所对应的分布曲线拐点数不同的结论，这可以作为区分两者的一个显著标志。     

夫琅和费多缝衍射计算机模拟及公式推导

夫琅和费多缝衍射是单缝衍射调制的多光束干涉,是波动光学的重要理论。通过从单缝到多缝衍射的实验观察、研究及有关理论,运用推导多光束干涉和单缝衍射光强分布公式,对夫琅和费多缝衍射仿真验证,启示教学及实验。     

量子方法研究光子单缝和多缝衍射光强分布

结合量子方法研究光子在单缝和多缝中的衍射.首先利用光子满足的薛定谔方程得出光子在屏上光强表达式,然后通过基尔霍夫公式得出光强与缝宽、缝长、缝厚和光波长的定量关系.与实验和经典理论的对比结果表明,它们之间相互吻合很好.     

单缝代替晶体不能实现电子衍射的证明

通过计算电子的热运动速度，估计出电子流应具有的最低速度，由此计算相应的波长，用该波长与单缝宽度比较可知，不会出现衍射现象。从而证明了：用单缝代替晶体无法实现电子衍射。     

夫琅和费圆缝衍射的研究

用贝赛尔函数积分得出圆缝衍射的光强分布公式可用两个贝赛尔函数之差表示 ,并用此公式讨论了三种情况下衍射斑的各级极值光强位置 ,进而着重研究爱里斑的收缩规律是和 ε值接近 1有关。     

用振幅矢量曲线讨论单缝夫朗和费衍射

通过对单缝夫朗和费衍射振幅矢量曲线的分析 ,得出单缝夫朗和费衍射光强分部特点。     

路径积分理论对电子衍射态的分析

本文以电子概率波单缝衍射和双缝衍射为例，用费曼的路径积分理论对量子衍射态进行了定量分析，方法简单明了。     

电子单缝衍射的强度分布

电子状态用波函数描述 ,由电子动量的概率分布 ,得到电子单缝衍射的强度分布 .     

金属折射率虚部的激光衍射测量方法

在高精度激光衍射法的丝径测量中存在着偏振效应，用Ｓ和Ｐ分量的偏振光入射所得到的丝径测量值不相同．二者之差与金属折射率的虚部有关．在金属狭缝衍射实验中也观察到了这样的偏振效应．木文基于这些实验提出了金属折射率虚部的激光衍射测量方法．细丝直径或狭缝宽度随入射光振动与丝轴或缝边之间夹角变化的实验值经过曲线拟合可以得到金属折射率的虚部ｎｋ的数值，其精度约０．０６。ｎｋ之值与其它方法的测量值在２％相对误差范围符合得很好．     

光的衍射的理论分析及Mathematica仿真模拟

首先利用旋转矢量从理论上推出了光的多缝干涉的光强分布公式,并将狭缝数N→!,从而得到光的单缝衍射光强分布,进而在多缝干涉和单缝衍射的基础上得到了光栅衍射光强分布.此外,将Mathematica仿真模拟应用到光的衍射课堂教学中.基于Mathematica软件的交互功能,利用Mathematica的Manipulate命令对单缝夫琅禾费衍射和光栅衍射做了仿真模拟,获得了相应的可以调节各参数(如波长、狭缝宽度、光栅常数等)的动态图形.这对学生建立清晰的物理图像,更好地理解光的衍射的物理规律有很好的促进作用.     

利用Matlab实现光栅衍射可视化教学

通过Matlab编程研究透射光栅狭缝数对衍射光强分布的影响,结果发现：主极大的宽度随狭缝数N的增大而减小,其强度随狭缝数N的增大而增大;当N越大,次极大明纹的线宽越小,其光强越弱;当N很大时,次极大似乎完全消逝,形成明锐主极大的宽广连续暗的背景。这一结论,为光栅设计和优化提供较强的理论依据,对光栅衍射及其实验教学具有一定的应用价值。     

对光栅衍射实验中衍射条纹宽度的分析

通过对光栅衍射实验中衍射条纹宽度成因的分析,阐明实验中观测到的衍射条纹宽度主要是由平行光管的狭缝的宽度引起的,特别是在衍射角θ≤30°的小角度衍射、光栅常数a=1/300 mm,其效应大约是其他展宽效应总和的35~85倍。     

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。     

基于白光干涉与衍射实验的仿真研究

根据惠更斯一菲涅耳原理,应用MATLAB软件编程,模拟了白光通过单缝、双缝、多缝、光栅以及圆孔的干涉或衍射的光强分布图形,通过改变缝宽、缝间距、光强以及圆孔的大小,观察到干涉衍射条纹的相应变化,这与光学理论相符合.这种方法作为辅助教学手段,使抽象而复杂的物理现象变得直观、简单,有助于学生的理解,尤其是对于教学具有非常直观的作用.     

偏振光衍射现象中的光强变化研究

研究了线偏振光的单缝衍射现象,发现线偏振光的衍射光强分布受偏振方向与狭缝间相对取向的制约.发现起偏方向平行于狭缝时,衍射零级光强最大,起偏方向垂直于狭缝时,衍射零级光强最小,拟合出了光强随相对偏振化方向变化的I-φ函数分布曲线及光强分布图像,分析讨论了可能影响I-φ(线偏振光的衍射光强分布随偏振方向与狭缝间相对夹角变化)分布的一些因素.为进一步研究光与物质相互作用的机理提供一定的实验数据和线索.     

用量子理论新方法研究电子衍射问题

利用量子理论新方法研究电子的单缝、 双缝和三缝衍射问题, 结果表明: （1） 在单缝衍射中, 增加缝厚度可改变衍射条纹的强度和形状; （2） 在双缝衍射中, 当缝宽a和缝间距d满足(a+d)/a=n(n=1,2,3,…)时, 其衍射图产生级数为n,2n,3n,…的缺级; 当(a+d)/a≠n(n=1,2,3,…)时, 无缺级现象; （3） 在双缝衍射中, 衍射条纹强度和形状随缝厚度的增加均发生变化, 同时缺级现象随缝厚度的增加而消失; （4） 在三缝衍射中, 缝厚度的变化也影响条纹的强度和形状, 并在2个主极大间有1个次极大和2个最小值.