波的衍射现象和原理(把眼睛眯成一条缝)

有一定光学基础的人都知道干涉和衍射现象是常见的光学现象,这两种现象是光具有波动性的体现,同时也打败了牛顿的光只有粒子性的学说。但是对于有一定基础但是不是很精通的人来说,在印象中干涉和衍射现象只能通过在实验室中使用相干光:激光才能观测到,从而忽略了实际生活中也能够观察到衍射现象。

波的衍射现象和原理(把眼睛眯成一条缝)(1)

双缝干涉现象

衍射现象是光具有波动性的体现,在实验室中使用激光打在一个狭缝上,在后面的近距离能够观察到菲涅尔衍射现象,在远处能够观察到夫琅禾费衍射现象。在单缝衍射中能够在狭缝后面看到一条垂直狭缝方向扩展的图样,这是因为在空域上的限制能够引起光在频率域的扩展。我们将眼睛眯成一条线,望向电灯就能够在垂直眼睛缝的方向上看到一条光路,这是因为眼睛缝在空域上的限制引起了光线在频率上的展宽。

波的衍射现象和原理(把眼睛眯成一条缝)(2)

自然光的衍射

目前世界上不存在绝对相干的光,同时也不存在绝对不相干的光。包括最好的激光器还是会存在波长上的展宽,同时我们日常中使用的诸如日光灯发出的光线还是会具有一定的相干性,只不过这种光不能够形成稳定的干涉图样,我们不能观察到。

波的衍射现象和原理(把眼睛眯成一条缝)(3)

因空气中有灰尘和水珠才能从侧面看到激光

在生活中常见的干涉现象就是彩色的肥皂泡,因为肥皂泡的厚度非常小通常在百纳米的尺度,光在这百纳米的尺度上干涉出现了干涉相长和干涉相消现象,由于自然光是白光,里面有不同波长成分的光,因此肥皂泡成像五颜六色,当肥皂泡变为灰色是就说明它要破裂了。

波的衍射现象和原理(把眼睛眯成一条缝)(4)

五颜六色的肥皂泡

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