單孔衍射是科幻小說
Ⅰ 潮汐的衍射
衍射與干涉一樣,也是所有波動的共有特性之一。當潮汐波遇到障礙物時,要發生偏離直線傳播的現象,這種現象即為潮汐波的衍射。
根據光的衍射原理,潮汐波的衍射種類可分為:障礙物衍射、單孔衍射、雙孔衍射、衍射波柵、振幅波柵和相柵。
由於目前求解波動衍射在數學上存在嚴重的困難,除了僅對極個別的特殊條件下目標完成了求解,其他均處在探索研究中。所以,這里也只能定性地將光的衍射可以影響振幅、相位,及發生衍射的情形等向潮汐波的衍射引用,藉以說明潮汐波發生衍射後,將對潮汐的振幅和相位產生影響,從而產生對潮汐的頻率等的改變。
一般地,潮汐波產生衍射要具有以下條件:
(1)潮汐波通過處要有較小的寬度,使潮汐波的衍射得以加強。
(2)潮汐波波長和障礙物與孔徑的總寬比值越大越好,這樣,潮汐波的衍射越明顯。
1.障礙物衍射
能說明障礙物衍射的最普通的實例應該是我們每天都能見到的,當早晨的太陽還沒有露出海面和黃昏太陽落山以後,天空中就有了和還有太陽的光輝。
圖6-14為光波遇到障礙物後的衍射路線,說明光波在遇到障礙物後不完全是按照直線傳播。
圖6-14潮汐障礙物衍射示意圖
潮汐波在遇到障礙物後,同樣會發生衍射現象。由於在大洋中,存在著比比皆是的類似障礙物,幾乎每個沿海國家都有,所以,潮汐波的障礙物衍射現象,是一種廣泛的自然現象,只是我們沒有細心區分它們。
2.單孔衍射
著名的楊氏實驗,是用來觀察干涉現象的。其實楊氏實驗在波的衍射方面同樣具有相當重要的指示。楊氏實驗不僅發現了光的干涉,同樣也發現了光的衍射,而這種衍射不僅具有單孔衍射,也有雙孔衍射。楊氏實驗的模型如圖6-15所示。
具有圖中所示結構的海洋地貌隨處可見,如我國的瓊州海峽,就是一個典型的單孔衍射結構,而瓊州海峽和海南島則組成了一個單孔加障礙物的衍射結構。按照波長和孔徑的比值要求,巴士海峽對潮汐波來講也屬於一個單孔,這樣,由巴士海峽和瓊州海峽與海南島所組成的結構,幾乎等於楊氏實驗所需結構。當潮汐波從太平洋傳播過來時,巴士海峽完成了子波的提取,而瓊州海峽和海南島則組成了潮汐波的干涉、衍射裝置,所以,在北部灣形成了潮汐波被干涉衍射後的結果現象——相對規則的全日潮。
圖6-15楊氏干涉、衍射實驗模型示意圖
3.雙孔衍射
是由兩個單孔衍射組成的。世界上嚴格的雙孔衍射結構可能都存在於島嶼群中,很難與衍射波柵相分離,有些可能要視形成「孔」的島的大小不同而被視為單孔或雙孔或波柵,如巴士海峽和巴林塘海峽。澳大利亞的巴斯海峽可以算作雙孔,但其衍射的結果卻不能形成在可以當作「成像幕」的海岸,不被人們發覺。
判斷一個海域是否為雙孔衍射區,要根據該地的具體資料而定。
3.1衍射波柵
衍射波柵的概念是由衍射光柵發展而來,它是有多個衍射單元組成的衍射體。影響潮汐波的衍射波柵,主要是由系列島嶼組成,由於島和島之間的距離遠小於潮汐波的波長,所以,這些島嶼形成的波柵,一般都有很好的衍射效果。
例如:太平洋中的阿留申群島、琉球群島、萬那杜、索羅門群島、土阿莫土群島等;大西洋中的巴哈馬群島、背風群島和向風群島等;印度洋的馬爾地夫群島、安達曼群島等。這些大洋中的群島(有的被稱為島鏈)所形成的柵欄,組成了一道道衍射屏,由於其衍射縫相對潮汐波波長非常小,對來自前方的潮汐波造成的衍射花樣展布得非常開闊,衍射現象被明顯地展現在附近的海岸線上。衍射的結果將本來規則的半日潮衍射成不規則的半日潮,有的甚至被衍射減弱為全日潮等。
3.2降速帶
降速帶的概念由地震勘探原理引入,由於地表的風化作用、現代沉積作用等,在地表形成了一層鬆散的沉積層,使地震波在傳播過程中,要發生速度降低的現象,因而,地球物理學家們將地表的鬆散層稱為低速帶和降速帶。
在全球的一些海域,存在著能使潮汐波減速的海域,這些海域主要由許多大大小小的島嶼組成,這些海島由於數量多,分布無規律,造成了潮汐波在此發生速度降低的現象。我們把這樣的組合結構,稱為潮汐波的降速帶。這種降速帶在一些局部地帶也可產生潮汐波的衍射現象。
智利的南部海岸,是由許多破碎的島嶼組成,對潮汐波的傳播存在著降速和衍射的作用,所以,在此不會有規則的半日潮出現。除此之外,澳大利亞東北部的大堡礁群,巴哈馬群島中部的島礁群等,都應該算作影響潮汐波的降速帶。
4.不同波長的潮汐波疊加
根據波的獨立傳播原理,不同波長的潮汐波在傳播過程中是各自獨立傳播的。當兩列不同波長的潮汐波波在同一點相會時,就會產生波的疊加,其疊加過程如圖6-16所示。
圖6-16不同波長的兩列潮汐波的疊加
Ⅱ 如何區分單孔衍射和雙縫干涉所形成的條紋,他們有什麼區別嗎
干涉條紋是明暗間隔開的,且是等間距的。衍射條紋也是明暗相間但是不等間距,是中間亮然後周圍越來越暗
Ⅲ 單孔衍射兩邊的折射率不同時怎麼計算
單縫衍射中滿足衍射反比律,即縫寬和條紋寬度成反比,縫越寬,條紋間距越小,
光柵衍射中,光柵常數越小,得到的條紋就越細越亮,測量精度隨之增大.
在其他條件不變的前提下,縫寬與條紋的寬度成反比。
講干涉時,一般是講兩條光線或兩個波的
相長 constructive 跟相消 distructive 的現象;
而衍射,是無數的波源 sources 的波的相長相消。
Ⅳ 單孔和雙孔衍射現象區別
雙孔比單孔多了一個孔。
Ⅳ 雙縫干涉,單縫衍射,單孔衍射,光柵衍射的區別
衍射圖樣不同,特徵差別明顯。
Ⅵ 在阿西莫夫所寫的科幻小說《夢幻航行》中,人被縮小到細胞般大小,在人體內經歷了夢幻般的體驗,試想
回答問題之前我們先要澄清下「看到」的定義,如果「看到」僅限於人眼接受到可見光的行為的話,那麼問題有二:
問題1.可見光波長在400~700納米之間,遠大於水分子直徑(0.1納米),此時衍射現象十分明顯以至於水分子幾乎可以看做對光毫無阻擋作用,所以看不見水分子。如果是單個水分子會使混合光(白光)衍射成單色光(彩虹狀),可是如果在一盆水裡,周圍海量的水分子衍射的光又會疊加成白光,結果是四周白茫茫一片——額對了,紅黃光更容易被水吸收,水深的話光可能偏藍變成藍茫茫一片……
問題2.你也是原子大小,且不問亞原子尺度的細胞有沒有生物活性,就說你的眼睛,也比可見光波長小了去了,根本接受不到可見光,所以你啥都看不見。
總之要把衍射控制在可以忍受的范圍內同時使你的眼睛能接受到,只能用波長在百萬分之一納米尺度的高能射線。問題是這樣你也看不到真實的水分子,這種高能射線的光子能量太大,被高能射線照射到的電子會被直接轟飛水分子被轟成裸核……可能沒這么誇張,不過水分子最外層的電子會受激成自由電子,結果你看到的是水正離子和自由電子混合成的等離子體……而且除非你是中子星物質做的的,否則你看到高能射線的時候也被轟飛了……
是不是看得有點頭暈?總之一句話,別掙扎了,「看」是啥也看不見的,探知分子結構需要核磁共振和光譜一類的技術
Ⅶ 什麼是衍射
首先由夫琅和費衍射遠場衍射理論分析和公式表達來看,屏上的衍射花樣是由衍射因子和干涉因子共同作用產生,並且是干涉因子受到衍射因子的調製作用。其中影響干涉因子的主要因素是這種周期性排列的小孔(或狹縫)的間隔距離,而影響衍射因子的主要因素是這種周期性排列的小孔(或狹縫)本身的孔徑(或縫寬)。
因此(這里首先給出一個例子以便於你的理解),例如對於光柵(是由周期性排列的狹縫組成),只要我保持每個狹縫的間隔不變,那麼當我把全部的狹縫都變成相同的圓孔或者其他任意相同的形狀後,此時即為改變了衍射因子而干涉因子不變,在屏上出現的條紋形狀不會改變,只是位置會變化,你可以由夫琅和費單孔衍射公式計算出這么一個孔(或者是任意圖形)的衍射因子,用它對原來的干涉圖樣進行調制,就可以的得出現在屏上的圖樣了。
現在回答你提的問題1)等間隔地排列(沿一條直線)此時你可以先不管它是什麼,把圓孔全部換成狹縫,由前面的討論我們知道這樣只會影響衍射因子,而干涉因子不變,所以屏上肯定是一條條的細條紋,接下來再分析琅和費單孔衍射 對這些細條紋進行調制即可得到屏上衍射花樣,)(2)間隔不等地隨機排列 這個我只能定性分析 具體的你可以劃分到每個積分區間求出干涉場,再拿單孔衍射對它調制就可以得到。應該說和前者的圖樣差別也僅僅是亮條紋的位置變了,形狀不變。至於把圓孔全部換成單縫,這在前面已經討論過,不贅述。
Ⅷ 單孔衍射
著名的楊氏實驗,是用來觀察干涉現象的。其實楊氏實驗在波的衍射方面同樣具有相當重要的指示意義。楊氏實驗不僅發現了光的干涉,同樣也發現了光的衍射,而這種衍射不僅具有單孔衍射,也具有雙孔衍射。楊氏實驗的模型如圖6-2所示。
圖6-2楊氏干涉、衍射實驗模型示意圖
具有該圖中所示結構的海洋地貌隨處可見,如我國的瓊州海峽,就是一個典型的單孔衍射結構,而瓊州海峽和海南島則組成了一個單孔加障礙物的衍射結構。按照波長和孔徑的比值要求,巴士海峽對潮汐波來講也屬於一個單孔,這樣,由巴士海峽和瓊州海峽與海南島所組成的結構,幾乎等於楊氏實驗所需的結構。當潮汐波從太平洋傳播過來時,巴士海峽完成了子波的提取,而瓊州海峽和海南島則組成了潮汐波的干涉、衍射裝置,所以,在北部灣形成了潮汐波經干涉衍射的結果——相對規則的全日潮。
Ⅸ 雙孔衍射
雙孔衍射是由兩個單孔衍射組成的。世界上嚴格的雙孔衍射結構可能都存在於島嶼群中,很難與衍射波柵相分離,有些可能要視形成「孔」的島的大小不同而被視為單孔或雙孔或波柵,如巴士海峽和巴林塘海峽。澳大利亞的巴斯海峽可以算作雙孔,但其衍射的結果卻不能形成在可以當作「成像幕」的海岸,不被人們發覺。
判斷一個海域是否為雙孔衍射區,要根據該地的具體資料而定。
1.衍射波柵
衍射波柵的概念是由衍射光柵發展而來的,它是由多個衍射單元組成的衍射體。影響潮汐波的衍射波柵,主要是由系列島嶼組成的。由於島和島之間的距離遠小於潮汐波的波長,所以,這些島嶼形成的波柵,一般都有很好的衍射效果。
例如太平洋中的阿留申群島、琉球群島、萬那杜、索羅門群島、土阿莫土群島等,大西洋中的巴哈馬群島、背風群島和向風群島等,印度洋的馬爾地夫群島、安達曼群島等。這些大洋中的群島(有的被稱為島鏈)所形成的柵欄,組成了一道道衍射屏。由於其衍射縫相對潮汐波波長非常小,對來自前方的潮汐波造成的衍射花樣展布得非常開闊,衍射現象明顯地展現在附近的海岸線上。衍射的結果將本來規則的半日潮衍射成不規則的半日潮,有的甚至衍射減弱至全日潮等。
2.降速帶
降速帶的概念由地震勘探原理引入。由於地表的風化、現代沉積等作用,在地表形成了一層鬆散的沉積層,使地震波在傳播過程中發生速度降低的現象,因而,地球物理學家們將地表的鬆散層稱為低速帶和降速帶。
在全球的一些海域,存在著能使潮汐波減速的海域,這些海域主要由許多大大小小的島嶼組成,這些海島由於數量多,分布無規律,造成了潮汐波在此發生速度降低的現象。筆者把這樣的組合結構,稱為潮汐波的降速帶。這種降速帶在一些局部地帶也可產生潮汐波的衍射現象。
智利的南部海岸,是由許多破碎的島嶼組成的,對潮汐波的傳播存在著降速和衍射的作用,所以,在此不會有規則的半日潮出現。除此之外,澳大利亞東北部的大堡礁群,巴哈馬群島中部的島礁群等,都應該算作影響潮汐波的降速帶。
圖6-3不同波長的兩列潮汐波的疊加
Ⅹ 關於光的衍射
首先由夫琅和費衍射遠場衍射理論分析和公式表達來看,屏上的衍射花樣是由衍射因子和干涉因子共同作用產生,並且是干涉因子受到衍射因子的調製作用。其中影響干涉因子的主要因素是這種周期性排列的小孔(或狹縫)的間隔距離,而影響衍射因子的主要因素是這種周期性排列的小孔(或狹縫)本身的孔徑(或縫寬)。
因此(這里首先給出一個例子以便於你的理解),例如對於光柵(是由周期性排列的狹縫組成),只要我保持每個狹縫的間隔不變,那麼當我把全部的狹縫都變成相同的圓孔或者其他任意相同的形狀後,此時即為改變了衍射因子而干涉因子不變,在屏上出現的條紋形狀不會改變,只是位置會變化,你可以由夫琅和費單孔衍射公式計算出這么一個孔(或者是任意圖形)的衍射因子,用它對原來的干涉圖樣進行調制,就可以的得出現在屏上的圖樣了。
現在回答你提的問題1)等間隔地排列(沿一條直線)此時你可以先不管它是什麼,把圓孔全部換成狹縫,由前面的討論我們知道這樣只會影響衍射因子,而干涉因子不變,所以屏上肯定是一條條的細條紋,接下來再分析琅和費單孔衍射 對這些細條紋進行調制即可得到屏上衍射花樣,)(2)間隔不等地隨機排列 這個我只能定性分析 具體的你可以劃分到每個積分區間求出干涉場,再拿單孔衍射對它調制就可以得到。應該說和前者的圖樣差別也僅僅是亮條紋的位置變了,形狀不變。至於把圓孔全部換成單縫,這在前面已經討論過,不贅述。
