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杨氏干涉实验中的未解之谜
[楼主] 作者:杨发成  发表时间:2011/04/08 12:17
点击:2230次

最初杨氏作干涉实验的成本很低,不到五元钱,他用一支蜡烛作光源,用针在两张白纸上穿孔,干涉条纹在屏上出现。通过无数实验证明,条纹方向始终垂直于双孔连线,这是为什么?挡住其中一针孔,另一针孔的光在屏上出现比较均匀、暗淡的散色光,如果孔径稍大,屏上将出现环纹。退一步讲,假设单个针孔是环纹,双孔也不该出现直条纹,这些相平行的直条纹是怎么形成的?现代实验中多用双缝,就是害怕提到"针孔"-- 因为没人能解答它。同一偏振光束经分光鏡后使其相互垂直,而相互垂直的偏振光分别通过双缝之一,并不产生条纹,这又是为什么?敬请各路高手露招。作者认为:狭"缝"可以认为是无数针孔沿直线的有序排列,当然,双孔干涉是条纹,双缝肯定是。
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[楼主]  [2楼]  作者:杨发成  发表时间: 2011/04/08 12:20 

最初杨氏作干涉实验的成本很低,不到五元钱,他用一支蜡烛作光源,用针在两张白纸上穿孔,干涉条纹在屏上出现。通过无数实验证明,条纹方向始终垂直于双孔连线,这是为什么?挡住其中一针孔,另一针孔的光在屏上出现比较均匀、暗淡的散色光,如果孔径稍大,屏上将出现环纹。退一步讲,假设单个针孔是环纹,双孔也不该出现直条纹,这些相平行的直条纹是怎么形成的?现代实验中多用双缝,就是害怕提到“针孔”—— 因为没人能解答它。同一偏振光束经分光鏡后使其相互垂直,而相互垂直的偏振光分别通过双缝之一,并不产生条纹,这又是为什么?敬请各路高手露招。
作者认为:狭“缝”可以认为是无数针孔沿直线的有序排列,当然,双孔干涉是条纹,双缝肯定是。
 [3楼]  作者:liangjz  发表时间: 2011/04/08 23:20 

这些相平行的直条纹是怎么形成的?现代实验中多用双缝,就是害怕提到“针孔”—— 因为没人能解答它。=============================================================

那些干涉条纹不是直线,而是双曲线.
[楼主]  [4楼]  作者:杨发成  发表时间: 2011/04/09 11:37 

对3楼说,您说的很正确,是以中央明条纹为轴线(直线)的一系列对称的双曲线,为什么中央明条纹是直线?紧靠中央明条纹亮纹湾曲弧度较小?敬请大家探讨这个双曲线条纹形成的物理机制。
 [5楼]  作者:liangjz  发表时间: 2011/04/09 12:16 

双曲线上的每一点到两个点光源(小孔)的光程差为一定值(波长的整数倍)
[楼主]  [6楼]  作者:杨发成  发表时间: 2011/04/09 20:30 


回4楼的话,您的囬答是对的,亮纹(无论直或曲)上任意点到双孔的光程差都满足“波长”整数倍,各个抛物线(或称双曲线)顶点就是双缝干涉明条纹的位置。
接下来的问题是:1 ,为什么中央明条纹是直线? 2 , 如果我们将双针孔沿着同一方向沿直线平行滑动使之成为双缝(双缝看成是双孔的有序排列),各双曲线亮-暗纹又相互覆盖,结论是,双缝干涉只有亮光而无明-暗条纹,与实验相矛盾。敬请大家讨论。
[楼主]  [7楼]  作者:杨发成  发表时间: 2011/04/09 20:34 

回4楼的话,您的囬答很好,亮纹(无论直或曲)上任意点到双孔的光程差都满足“波长”整数倍,各个抛物线(或称双曲线)顶点就是双缝干涉明条纹的位置。
接下来的问题是:1 ,为什么中央明条纹是直线? 2 , 如果我们将双针孔沿着同一方向沿直线平行滑动使之成为双缝(双缝看成是双孔的有序排列),各双曲线亮-暗纹又相互覆盖,结论是,双缝干涉只有亮光而无明-暗条纹,与实验相矛盾。敬请大家讨论。
[楼主]  [8楼]  作者:杨发成  发表时间: 2011/04/09 20:38 

回4楼的话,您的囬答很对,亮纹(无论直或曲)上任意点到双孔的光程差都满足“波长”整数倍,各个抛物线(或称双曲线)顶点就是双缝干涉明条纹的位置。
接下来的问题是:1 ,为什么中央明条纹是直线? 2 , 如果我们将双针孔沿着同一方向沿直线平行滑动使之成为双缝(双缝看成是双孔的有序排列),各双曲线亮-暗纹又相互覆盖,结论是,双缝干涉只有亮光而无明-暗条纹,与实验相矛盾。敬请大家讨论。
 [9楼]  作者:references  发表时间: 2011/04/14 12:56 

关于双针孔干涉的零级明直条纹形成我回答不上,将狭缝看成是针孔的有序排列也合理,相邻双曲线亮-暗纹相互覆盖,这就说明暗条纹区域是有光存在,相比明条纹的光强度,就象阳光淹星光,不是没星光而是强弱度的比例失调,而波动理论下的暗条纹就应没有一份光粒子存在,所以,波动理论就把暗区实际出现的光,说成是“缺级现象”, 你看是不是在鬼扯。
 [10楼]  作者:张崇安  发表时间: 2011/04/15 11:01 

粒子说的暗条纹用“贪食”解释----即不符合光源内部运动周期或内部结构的密集度和空间间隔的光子群被吞食了。而波动说的暗条纹是以太振动幅度为零的平衡位置。
 [11楼]  作者:senasen  发表时间: 2012/04/21 17:06 

楼主您好:
这个问题很有意思。
光是一种电磁波,是一种振动,用U表示。我们看到的光强是U×U *的时间积分,但这并不是光的存在形式,光的存在形式是U,也就是振动。两束光的叠加应该是U的叠加得到U2,然后U2的模方的时间平均被眼睛探测。
两对针孔的干涉图样不是简单的光强叠加,而是振幅U叠加,然后再求光强。
希望和您进一步讨论,我有另外一个困惑。请联系senasen@sina.cn
我不怎么上西陆
 [12楼]  作者:张崇安  发表时间: 2012/04/22 06:48 

对【11楼】说:
此主帖很好,顶! 建议把“振幅”理解为单位空间体积内光粒子的密集度,把入射光理解为规则间隔的光粒子群流,那么通过双孔的两两束光就会因孔壁的次光源作用而形成两组形状相同的多层球壳群。这两组群的交叉处必然表现为入射光子群间隔,即保持入射光的波长频率,非交叉处波长、频率是随时间周期变化的量。而且两组球壳群的中心交叉点连线自然是直线。 费曼说:杨氏干涉包含量子力学的全部。如果我们兼考虑电子的杨氏干涉现象,那么杨氏干涉包含光本性的全部! 把光用电磁波描述,其实质是想向以太说靠拢,其实,种种实验表明:我们宁可把电磁波也看作规则间隔的光粒子群流。而空间中分布的“以太”仅仅是对光粒子群流起到一种阻碍作用,并非传播振动的必要媒介。
 [13楼]  作者:wonderfullboy  发表时间: 2013/01/16 22:29 

对【2楼】说:
楼主,你描述中有误了,双缝衍射才是出现平行并垂直于两缝连线的干涉条纹,双孔衍射是出现斑点干涉纹的,双缝衍射就是无数个双孔衍射排列在一起的结果(楼主应该可以想象的出了),其次,如果是单孔的话,就是菲涅尔衍射了,形成的是环状条纹。这两种不同的衍射原理都是一样的,都是光通过缝隙时发生衍射,然后再屏上形成干涉条纹。关于光的衍射干涉装置,还有很多很多,常见的还有薄膜干涉仪,迈克尔逊干涉仪和F-P干涉仪等等,楼主可以查阅赵凯华的《光学》,里面讲得很详细了。

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