泊松亮斑是怎么回事?
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/11/28 09:37:17
泊松亮斑是怎么回事?
泊松亮斑是怎么回事?
泊松亮斑是怎么回事?
说起泊松亮斑还真是有第点儿意思.在经典物理学时期,关于光的本性有两种观点,即波动论和粒子论（当然现在已经知道其实是波粒二象性了）.而数学家泊松是坚定的粒子论者,他对光的波动说很不屑.我们知道,波是可以产生衍射的,于是泊松为了推翻光的波动说就用很严谨的数学方法计算,得出的结论是“假如光是一种波,那么光在照到一个尺寸适当的圆盘时,其后面的阴影中心会出现一个亮斑”这在当时看来是一个很可笑的结论,影子的中心应该是最暗的,如果光是波动的反而成了最亮的地方了.泊松自认为这个结论完全可以推翻光的波动说,然而物理学家菲涅尔的试验却使泊松大跌眼镜——事实的确如此,在阴影的中心就是有一个亮斑.
泊松本来想推翻光的波动说,结果反而又一次证明了光的波动性.由于圆盘衍射中的那个亮斑是由泊松最早证明计算出来的,所以叫做“泊松亮斑”
具体地来说就是：
泊松亮斑:当光照到不透光的小圆板上时,在圆板的阴影中心出现的亮斑 (在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环).
形成的原因是由于光的衍射,可以利用衍射公式来具体计算
1678年惠更斯向法国科学院提交了著作《光论》.在书中,惠更斯把光波假设为一横波,推导和解释了光的直线传播、反射和折射定律,书中并末提到关于光谱分解为各种颜色的问题.惠更斯的光的波动理论是研究碰撞现象的一个直接结果,他认为光是一种问题冲量,他类似于球与球之间的冲量的传递,这一研究代表了光学研究中物理观念和数学观念的联合.波动说的复兴：英国物理学家托马斯·杨（Thomas Young,1773.6.13- 1829.5.10）,法国物理学家菲涅耳（Augustan Jean Fresnel,1788.5.10-1827.7.14） 托马斯·杨于1801年提出干涉理论.利用干涉观念成功解释了牛顿环,同时也成为第一个近似测定波长的人.在1807年出版的《自然哲学和机械工艺讲义》中对光的干涉再次作了解释.菲涅耳设计一个实验：利用两个与小孔或不透明障碍物边缘都无关的小光源,用两块彼此接近180°角的平面金属镜,避开衍射,由反射光束来产生干涉现象.并运用大量工具进行数学运算,使实验数据与计算结果一致,被授予优胜奖.菲涅耳用波动说解释影子的存在和光的直线传播,并指出光的干涉现象和声音的干涉现象所以不同,是由于光的波长短得多.这一成功,为光的波动说增添了不少光辉.泊松根据菲涅耳的计算结果,得出在一个圆片的阴影中心应当出现一个亮点,这是令人难以相信的,过去也从没看到过.但是菲涅耳的理论计算表明,当这个圆片的半径很小时,这个亮点才比较明显.经过实验验证,果真如此.菲涅耳荣获了这一届的科学奖,而后人却戏剧性地称这个亮点为泊松亮斑.菲涅耳开创了光学的新阶段.他发展了惠更斯和托马斯·杨的波动理论,成为“物理光学的缔造者”.