演示泊松亮斑的几个简易方法

高中物理教学中,在讲到光的衍射时,很多学生对教材中提到的著名的泊松亮斑现象将信将疑,而很多实验参考书中都没有详细介绍泊松亮斑的实验方法．为满足学生的求知愿望,使他们对泊松亮斑现象有一个正确的认识,笔者经过多次的探索和研究,设计了几个简易直观、材料易得的方法,既可作为课堂演示实验,亦可给有兴趣的学生在课外作为研究性实验．     

演示泊松亮斑的简易方法

本文详细介绍笔者在教学实践中经多次改进取得良好效果的验证光的波动性的一个重要演示实验——著名的泊松亮斑。并对自行设计的多个简易方案逐一作介绍和分析。     

用小钢珠或硬币演示泊松亮斑实验

高中物理教学中，在讲到光的衍射时，为使泊松亮斑实验演示更简易直观、材料易得，笔者发现用直径为6mm的小钢珠和壹圆的硬币作为圆屏，效果十分理想，本文以小钢珠为主进行研究。     

巧妙演示泊松亮斑

光能绕过障碍物或狭缝继续传播，这种现象叫光的衍射，即光能传播到障碍物的影所在的区域．让一束光照射到一微小圆形颗粒上，由于光能绕过障碍物继续传播，在圆影的中心光相互叠加形成亮斑．这就是著名的泊松亮斑，如图1所示．光的衍射现象不容易观察到，[第一段]     

巧做泊松亮斑实验

现行高中《物理》课本中关于光具有波动性的说明 ,是建立在光的干涉现象和衍射现象基础上 ,做好这两个演示实验 ,有助于学生深刻理解光的波动理论 ,但许多普通中学因条件限制 ,这些实验开出率较低 .特别是课本中提到的泊松亮斑 ,许多学生学完后仍对此亮斑持有疑虑 .做好这个实验将有助于学生理解光的波动性 .笔者对泊松亮斑实验进行了研究、探索后 ,找到下面这种简易可行的方法 .实验器材　激光光源 ,小钢球 ,透镜 (凸透镜或凹透镜均可 ) ,条形磁铁 ,大头针 (缝衣针也可 ) .本实验的关键 :一是光源的选择 .普通光源的亮度较差 ,只宜在暗室中…     

用激光演示杨氏干涉、泊松亮斑的实验

在人类探索光的本性的进程中 ,杨氏干涉和泊松亮斑实验是两个具有重大意义的经典实验。前者由英国物理学家托马斯·杨于 1 80 1年完成 ,使他提出的光的干涉原理置于坚实的实验基础之上 ,揭开了波动光学复兴的序幕 ;后者则是 1 81 8年前后 ,法国科学院就光的衍射进行的有奖征文活动中出现的戏剧性结果 :微粒说的坚定支持者泊松为了驳斥菲涅耳的论文 ,用惠更斯提出的理论计算出 :如让点光源发出的光照在一块不透明小圆板上 ,则在其后放置的屏上 ,应当观察到在圆板阴影的中央出现一个亮斑 ,这似乎非常荒谬 ,因而他兴奋异常 ,宣称他已击垮了光的…     

简易装置再现泊松亮斑

现行普通高级中学《物理》教科书中，在《光的衍射》这一节提到了菲涅耳在实验中观察到了著名的泊松亮班、而这是一个怎样的实验装置。书中讲得很简略。为此，笔者经过多次的探索和研究，设计了一种简易装置再现了泊松亮斑。     

泊松亮斑与圆孔衍射的实验演示

新教材高中物理 (试验修订本·必修 )第二册第十九章“光的本性”第三节光的衍射、(试验修订本·必修加选修 )第三册第二十一章“光的波动性”第二节光的衍射 ,教材通过介绍圆孔衍射和泊松亮斑这两个实验 ,来证明了光的波动性 .但是 ,在现有的物理仪器中 ,只能做单缝衍射实验 ,而更能说明光具有波动性的圆孔衍射和著名的泊松亮斑这两个实验 ,只有文字和图片 ,没有现成的仪器 .为了让学生亲眼看到实验的结果 ,加深对该理论的理解 ,我们在实践中摸索出一套办法可演示成功 ,且效果颇佳 ,如再配合多媒体视频进行放大 ,效果更佳 .现介绍如下 ,供…     

用激光笔演示泊松亮斑

用绿光激光笔作光源,让光束照射到直径约3mm的钢珠上后,衍射光在距离钢珠约8m远的白墙上还能形成明显的“泊松亮斑”图像.     

“光的衍射”和“泊松亮斑”的实验演示

高中《物理》第三册(必修加选修)第二十章第二节“光的衍射”中有较多的实验插图，阅读材料还有泊松亮斑的介绍．波发生明显衍射的条件是缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多或比波长更小．光也是一种波，在一定条件下也会发生明显的衍射现象．教材上给出单色光通过狭缝和小孔发生衍射的照片，一般学校还可以用2513(GY-1型)激光光学演示仪在课堂上对单缝衍射、三缝衍射、光栅衍射、圆孔衍射和方孔衍射、矩形孔衍射、三角孔衍射等实验进行演示。     

对阅读材料《泊松亮斑》的解读

指出了教科书中对泊松亮斑解释的不足之处,并给出了改进意见。     

自制泊松亮斑演示仪

正1自制实验仪器的原因在光的衍射教学中,圆孔衍射和单缝衍射这两个演示实验做得较多,学生对于这两种衍射图像很熟悉,但是对于圆屏衍射的图像——泊松亮斑不熟悉。泊松亮斑实验属于演示实验,只在人教版物理教材(选修3-4)11.5节中的科学足迹阅读材料中介绍过。该实验几乎没有在中学课堂上演示过,在实际教学中一直是一个空白。学生只是听说过泊松亮斑,没有亲眼看见过泊松亮斑,圆屏衍射的图像——泊松亮斑是课堂教学     

菲涅耳与泊松亮斑

菲涅耳于 1 788年出生在诺曼底省的布罗格利 ,当时法国革命即将爆发 .他的父亲是一位建筑家 ,他的母亲是梅里美家族的成员 .这个家庭由于她的兄弟莱翁诺而著名 ,莱翁诺是一位名画家 ,他的儿子即菲涅耳的表兄弟普罗斯佩·美是一位著名的文学家 ,他的短篇小说《卡门》是著名歌剧的主题 ,由此使得人们永远怀念他 .菲涅耳和他在光学上的主要竞争对手托马斯·杨不同 ,他智力发展较迟 ,对语言研究也不擅长 .但在 9岁时 ,菲涅耳开始显露出了非凡的技术才能 ,他依据科学原理制成了一种玩具枪、弓和箭 .他的身体不太好 ,但 1 6岁时就进入理工学校学习…     

耳听为虚,眼见为实——寻找泊松亮斑

利用简单器材自制实验教具,演示圆盘衍射时的泊松亮斑,得到清晰稳定的实验图像,填补高中物理教学中的一个空白.     

基于激光扩束的泊松亮斑实验方案

本文提出了一种激光扩束的方案,将扩束后的光线照射到直径较大的圆盘上,产生的泊松亮斑图样清晰,实验效果明显,且调试方便,可操作性强.     

是谁验证了泊松亮斑的存在?--兼谈波动学说的发展历程

在高中物理教材第三册 (人教版 ,必修加选修 )第2 9页 ,有一篇阅读材料《泊松亮斑》 ,文中讲到“1 81 8年 ,…… ,就在竞赛的关键时刻 ,菲涅耳在实验中观察到了这个亮斑 .…… .”文中明确地指出是菲涅耳自己做了这个实验 .这和印象中的不太一致 ,因而就查阅以前的教材 .一套是《高级中学试验课本·物理·第二册》( 1 994年 1 2月第 1版 ,1 997年 5月第 3次印刷 ) ,在第1 91页 ,叙述大致与前面差不多 .另一套《高级中学物理课本·物理·第二册·必修》 ,在第 2 3 2页 ,文中说到 :“…… ,但是当实验证明了圆板阴影的中心确实有这样一个亮斑…     

“泊松亮斑”不再成为课堂的缺憾

人教版高中《物理》第三册（必修加选修）第29面以及司南版选修3—4第99面中，教材提出了光通过不透明圆板时会在影的中心出现亮斑——“泊松亮斑”．普通光源频率范围较宽加之光波波长极短，使教师很难通过实验让学生信服这一看似荒诞而又极具理性的现象，从而形成了教学上的缺憾．     

基于泊松亮斑效应的紫外曝光制备纳米针尖阵列

使用电子束曝光或者聚焦离子束设备制备纳米针尖,虽然精度高但不能大面积快速制备;使用紫外曝光设备可以大面积快速制备,但制备精度达不到纳米量级。该文基于泊松亮斑效应,提出在常规紫外曝光设备中制备大面积、可控的纳米针尖阵列的方法。通过调控掩膜版图形和曝光剂量得到了直径小于100 nm的光刻胶的纳米针尖阵列,然后用反应离子刻蚀将光刻胶图案转移到硅衬底上得到了直径小于50nm、径高比达1∶10的超细纳米针尖阵列。泊松亮斑曝光能极大地提高紫外曝光机的分辨率,该方法可操作性强并可大面积制备,是一种可行的曝光技术。     

做声学演示实验的几个小窍门

在声学教学过程中，有很多课堂演示实验，做好这些实验．有助于学生对知识的理解与掌握，现将笔者在教学过程中的几个小改进介绍如下．