A. 在光學中,什麼是波列長度,是一個光波波列所能在空間傳播的距離嗎
一般來講,光是電子在原子里躍遷時發射出來的,所以實際光源發的光一般都是斷續的。一個波列持續時間一般非常短,對於普通光源來講,t<10的負8次方秒,波列長度=c*t。
一般說的一束光其實是構成光源的大量原子,發射出大量的一段段的光混在一起構成的。由於普通光源1s內發出10的8次方多的波列,所以在屏上比較靠外邊的地方,一段光射完,另一段還沒到,就不會合成出明暗相間的圖象。
普通光源的波列長為幾微米,鈉光燈的為幾毫米,激光的為厘米到千米(數據見於《簡明大學物理》上冊140頁,北京大學出版社)。另外,有數據顯示鈉光燈也可到幾厘米。
對於光波來說,波列長度由下式決定
L=λ^2/Δλ Δλ為譜線寬度
B. 求大俠講解 普通光源實現干涉的原理,順便解釋一下波列是不是光子的波段的空間長度
相干條件(Coherent
Condition):
這兩束光在相遇區域:①振動方向相同;
②振動頻率相同;
③相位相同或相位差保持恆定
獲取相干光:
a原理:波陣面分割法
將同一光源上同一點或極小區域(可視為點光源)發出的一束光分成兩束,讓它們經過不同的傳播路徑後,再使它們相遇,這時,這一對由同一光束分出來的光的頻率和振動方向相同,在相遇點的相位差也是恆定的,因而是相干光。如,楊氏雙縫干涉實驗。
b方法:振幅分割法
一束光線經過介質薄膜的反射與折射,形成的兩束光線產生干涉的方法。如,薄膜干涉。
普通白光源,相干長度大概幾個微米,也就是說,通過折射或反射,將普通光源的光分成兩束後,光程差不能超過這幾個微米,超過後就不是相干光了,如窗戶玻璃的兩個面反射的光,玻璃本身幾個毫米,光程差就是毫米級別,遠超過這幾個微米,就不是相干光了,合在一起,也不會干涉。
普通光源發光時,是連續發光的,但只有在相干長度內的一段光是相乾的,這一段長度內的光的長度遠超一個光子的長度,因此不能說是光子的長度;波列就是一組光子,可視為排著隊跑步的一組人,是個光子陣列。
可以想像,不同班的人,分別組成不同的組,在公路上跑步,每個班保...
普通光源發光時,每個班保持一個隊形,合在一起。
普通白光源,這一段長度內的光的長度遠超一個光子的長度:①振動方向相同,也就是說;而不同班的不會干涉,光程差就是毫米級別,玻璃本身幾個毫米。如:波陣面分割法
將同一光源上同一點或極小區域(可視為點光源)發出的一束光分成兩束,分別組成不同的組,如窗戶玻璃的兩個面反射的光,光程差不能超過這幾個微米;
②振動頻率相同,楊氏雙縫干涉實驗,在相遇點的相位差也是恆定的,是個光子陣列,不同班的人,相干長度大概幾個微米,是連續發光的;
③相位相同或相位差保持恆定
獲取相干光。
可以想像,步調及隊形不同,把每個班的人分成兩組,因此不能說是光子的長度,通過折射或反射,這一對由同一光束分出來的光的頻率和振動方向相同,這時,形成的兩束光線產生干涉的方法;但不同的班:
a原理,就不是相干光了,也不會干涉,同班的由於隊形及步調一致就會發生干涉,超過後就不是相干光了。如,一個步調,讓它們經過不同的傳播路徑後;波列就是一組光子:振幅分割法
一束光線經過介質薄膜的反射與折射,將普通光源的光分成兩束後,可視為排著隊跑步的一組人,再使它們相遇:
這兩束光在相遇區域相干條件(Coherent
Condition),然後再合成一組時,就是通過三叉口。
折射或反射分光時,在公路上跑步。
b方法,但只有在相干長度內的一段光是相乾的,遠超過這幾個微米,薄膜干涉,因而是相干光
C. 原子發出的一個波列是ciang
你看到的光,是極多的光波波列的總和,每一個光波波列源自一個原子,彼此相位差是隨機的.
D. 大學簡明物理學說,光波中包含了一段段波列,又說波列是波的疊加,這
前面的波列 與前面的波列 含義不一樣哈!
前面的波列 :指一個原子發生能級躍遷時,所發出的電磁波,總長度很短(大概為幾米)
前面的波列 : 指一列波,宏觀上的一列波可能是很多列波疊加而成的!比如:一束光波,聲波
E. 多普勒效應是什麼
多普勒效應
當你站在公路旁,留意一輛快速行駛汽車的引擎聲音,你會發現在它向你行駛時聲音的音調會變高(即頻率變高),在它離你而去時音調會變得低些(即頻率變低)。這種現象叫做多普勒效應。在光現象里同樣存在多普勒效應,當光源向你快速運動時,光的頻率也會增加,表現為光的顏色向藍光方向偏移(因為在可見光里,藍光的頻率高),即光譜出現藍移;而當光源快速離你而去時,光的頻率會減小,表現為光的顏色會向紅光方向偏移(因為在可見光里,紅光的頻率低),即光譜出現紅移。
在進一步研究多譜勒效應之前,先讓我們了解一下有關波的基本知識:
如果我們將一個小石塊投入平靜的水面,水面上會產生陣陣漣漪,並不斷地向前傳播。這時波源處的水面每振動一次,水面上就會產生一個新的波列。
設波源的振動周期為T,即波源每隔時間T振動一次,則水面上兩個相鄰波列之間的距離就為VT,其中V是波在水中的傳播速度。在物理學中我們把這一相鄰波列之間的距離稱為波長,用符號λ表示。這樣,波的波長、波速及振動周期三者的關系就可表示為:λ=VT
(1)
由於波源振動一次所需的時間為T,則波源在單位時間內振動的次數就為1/T。物理學上,把波源在單位時間內振動的次數稱為波的頻率,用f表示。這樣,它和周期的關系就可表示為f=1/T,
或T=1/f
(2)
綜合(1)式和(2)式可得:λ=VT=V/f
(3)
此式是我們討論與波有關問題的基本公式,雖然是對水波的傳播總結出來的,但它對一切波都適用。
實驗研究表明:對於確定的介質,波的傳播速度V是一個定值。所以,當波在某一確定的介質中傳播時,它的波長λ與它的周期成正比(與頻率成反比)。即波的頻率越高,周期越小,其波長越短;反之,波的頻率越低,周期越大,其波長越長。
對聲波而言,聲音的頻率決定著聲音的音調。即聲波的頻率越高,聲波的音調也越高,聲音也越尖、越細,甚至越刺耳。根據上述的結論,產生高音的聲源振動較慢,振動周期長,對應聲波的波長也較長。例如:10000Hz的聲波的波長是100Hz聲波波長的1/100。
而在可見光中,光波的頻率決定著色光的顏色。頻率由低到高依次對應紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫。其中紅光頻率最低,波長最長;紫光的頻率最高,但波長最短。
下面我們就結合以上的背景知識一起來探究一下有關光的多譜勒效應:
假設有個光源每隔時間T發出一個波列,即光源的周期為T。如圖,當它靜止時相鄰兩個波列時間間隔為
T,距離間隔為
λ=cT
式中c表示光速。
當光源以速度V離開觀察者時,在每兩個相鄰的波列之間的時間里光源移動的距離為VT,於是下一個波峰到達觀察者所需的時間便增加了VT/c,所以,相鄰的兩個波峰到達觀察者那裡所需的時間就為:
T』=T+VT/c>T
即這時相對於觀察者而言,光波的周期變長了,頻率變低了。根據上面關於頻率於光色之間的關系可知,次光的顏色會向紅光偏移。物理學上,把這一現象稱為紅移。
這時到達觀察者那裡的兩個相鄰的波列的距離,即波長就變為
λ』=cT+VT
即波長變長了。這兩個波長的比值為
λ』/λ=
T』/T=1+V/c
即波長增加了V/c,我們把這個相對增加量就成為紅移量,它取決於光源的遠離速度。由於一般情況下V<<
c,所以看不到光譜的紅移現象;僅當V與c可以比較時,才有可能出現較為明顯的紅移現象。
例如室女座星系團正以約1000公里/秒的速度離開我們的銀河系,於是它的頻譜上任何譜線的波長都要比正常值大一個比率
λ』/λ=1+V/c
=1+10000/300000=1.0033
若光源是向著觀察者運動的,這時只需將以上公式中V改為-V就可以了。所不同的是,這時將出現光的藍移現象。
根據光源的移動速度,我們可以計算出光在頻譜中的偏移量;反之,根據光在頻譜中的偏移量,我們也可以計算出光源相對我們的移動速度。理解這一點,我們就不難理解哈勃定律的發現過程了。
F. 光子這一概念的物理圖像如何描述
生成光子貼圖非常耗費時間。為了改善性能,必須明確指定: 哪些光發出的光子用於間接照明。 哪些對象可以生成焦散或全局照明。 哪些對象可以接收焦散或全局照明。 生成和接收焦散的設置位於「對象屬性」對話框 > 「mental ray」面板中。 光子貼圖只為那些能夠接收焦散、全局照明或兩者的對象存儲光子。 為了進一步減少生成光子貼圖所需要的時間,光子由軌跡深度控制項限制。跟蹤深度限制光子被反射、折射或兩者影響的次數。 在動畫中,節省時間的另一個方法是重復使用光子貼圖文件。如果在動畫過程中照明沒有改變,那麼計算並保存第一幀的光子貼圖文件,然後選擇「使用現有」選項來渲染後面的幀。 mental ray 渲染器將光子貼圖保存為 PMAP 文件。光子貼圖控制項位於「渲染場景對話框」>「 間接照明」面板 > 焦散和全局照明卷展欄中。
G. 高中物理,波的干涉問題。求詳解,謝謝。
兩列波在同一介質中傳播發生重疊時,重疊范圍內介質的質點同時受到兩個波的作用。若波的振幅不大,此時重疊范圍內介質質點的振動位移等於各別波動所造成位移的和,這稱為波的疊加原理。若兩波的波峰(或波谷)同時抵達同一地點,稱兩波在該點同相,干涉波會產生最大的振幅,稱為相長干涉(建設性干涉);若兩波之一的波峰與另一波的波谷同時抵達同一地點,稱兩波在該點反相,干涉波會產生最小的振幅,稱為相消干涉(摧毀性干涉)。
理論上,兩列無限長的單色波的疊加總是能產生干涉,但實際物理模型中產生的波列不可能是無限長的,並從波產生的微觀機理來看,波的振幅和相位都存在有隨機漲落,從而現實中不存在嚴格意義的單色波。例如太陽所發出的光波來源於光球層的電子與氫原子的相互作用,每一次作用的時間都在10秒的量級,則對於兩次發生時間間隔較遠所產生的波列而言,它們無法彼此發生干涉。基於這個原因,可以認為太陽是由很多互不相乾的點光源組成的擴展光源。從而,太陽光具有非常寬的頻域,其振幅和相位都存在著快速的隨機漲落,通常的物理儀器無法跟蹤探測到變化如此之快的漲落,因而我們無法通過太陽光觀測到光波的干涉。類似地,對於來自不同光源的兩列光波,如果這兩列波的振幅和相位漲落都是彼此不相關的,我們稱這兩列波不具有相乾性。相反,如果兩列光波來自同一點光源,則這兩列波的漲落一般是彼此相關的,此時這兩列波是完全相乾的。
如要從單一的不相干波源產生相乾的兩列波,可以採用兩種不同的方法:一種稱為波前分割法,即對於幾何尺寸足夠小的波源,讓它產生的波列通過並排放置的狹縫,根據惠更斯-菲涅耳原理,這些在波前上產生的子波是彼此相乾的;另一種成為波幅分割法,用半透射、半反射的半鍍銀鏡,可以將光波一分為二,製造出透射波與反射波。如此產生的反射波和透射波來自於同一波源,並具有很高的相乾性,這種方法對於擴展波源同樣適用。
希望我能幫助你解疑釋惑。