为啥不能隔着门缝偷看?原来透过门缝就会看见"鬼"
相信大家都是正直善良的好孩纸从来没有透过门缝偷看的经历小编显然也没有
但是又很好奇
门缝里的图像会是什么样的呢?
那么我们就从理论的角度来分析看看
做一场思维实验吧
假设我们面前有两条非常狭窄的“门缝”(狭缝)b和c(“门缝”之间相距很近)
点光源照射到S1的光线通过狭缝a到达b和c,最后落在光屏F上。
这时候就有人要说了,有什么好分析的,光屏上不就是两条明亮的缝隙吗?
像这样~
但实际上是这样~
明明只有两个“门缝”
为什么会多出这么多条纹呢
难道是身边有什么不干净的东西
“门缝”里面照出鬼影了?
欸嘿,那就让多才多艺的小编来帮大家除妖辟邪吧!
驱邪秘法一:光的原理
光是一种电磁波,它是由方向相同且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的振荡粒子波,是以波动的形式传播的电磁场。
单色光是一种正弦波,在数学形式上与正弦曲线相同,即
其中A为振幅,决定单色光的亮度(强度);ω为圆频率,决定单色光的颜色(频率);λ为波长;z为光波在z轴上传播的距离;
称为相位。
从物理的角度来看,正弦波就是一个圆周运动在y轴上的投影,振幅A是圆周运动的半径,圆频率ω是圆周运动的角速度;相位则是圆周运动半径矢量与x轴的夹角。
驱邪秘法二:光的叠加
假设有两个光源S1、S2,发出的光线振动方向与频率相同,在S1与S2点处光波分别为:
P点是两光束相遇的一点,P到S1、S2的距离分别是r1、r2,因此两光波在P点处产生的光振动可以写为:
P点的合振动为:
通过和差化积公式可得:
可见P点的合振动也是简谐振动,振动频率和方向与两单色光波相同,振幅A和初相位φ由下式决定
看到这么多数学公式是不是头昏脑涨、云里雾里。知道大家只喜欢图不喜欢字,贴心的小编准备了图解法!
如辟邪秘法一所说,光波的振动可以看成圆周运动在y轴上的投影,那么光波的迭加则满足矢量迭加的平行四边形法则,合振动矢量的长度A为振幅,合振动矢量与x轴夹角即为初相位φ。
驱邪秘法三:光的干涉
让我们在回过头来看最开始的门缝实验,当b、c两缝中透射出振动方向相同、频率相同的光波时,就会在光屏上出现干涉现象。
如辟邪秘籍二:
其中A1=A2。
合振动的强度(亮度)只与r1、r2有关,光屏上不同的点所对应的r1、r2并不相同。
当r1-r2等于波长的整数倍时,即振动矢量夹角为0°,此时A=A1+A2,称为相长干涉,亮度最大。
振动矢量夹角为0°
当r1-r2等于半波长的奇数倍时,即振动矢量夹角为180°,此时A=0,称为相消干涉,亮度最小。
振动矢量夹角为180°
当r1-r2等于其他数时,即振动矢量夹角在0°到180°之间,此时0
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