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光学是普物的重要分支,全息术是光学中的一门正在蓬勃发展的分支,它利用相干光干涉得到物体全部信息。
全息感光片放置在z=0的xy平面上,感光片同时接收参考光和从物点发出的球面波,经显影处理后制成全息片。
此处需要作一个证明,在全息片后的±1级衍射光分别形成物点的虚像和实像,并求两像点的位置。
沈奇考虑到球面波在z=0平面内的复振幅,在傍轴条件下,即球心离xy面足够远。
这里可得到一个近似关系:
[(x-x0)^2+(y-y0)^2+z0^2]≈iz0i+(x-x0)^2+(y-y0)^22z0
用原参考光照明上述全息片时,需要经过一轮数学处理,以得到全息片后的复振幅。
……=βa^2bexp{ik2d0[(x-x0)^2+(y-y0)^2]}+……
这耗费了沈奇一定的时间。
真相即将浮出水面,等号右边第一项是基本上沿照明光方向传播的所谓“晕轮光”,第二项代表一发散的球面波,第三项为另一级衍射光。
关键的是第三项,利用u=sinθλ和k=2πλ,因子exp(-i4πux),可进行改写。
最终沈奇完成证明,得到会聚点即实像点的坐标为(x0-2d0sinθ,y0,d0)
迟到10分钟进场,用45分钟做完这份光学卷子,沈奇检查一遍之后交卷。
在一群物院大二师兄师姐的注视下,沈奇不作过多停留,交了卷赶紧走人。
实际上沈奇并非第一个交卷的人,有位男生比他更早交卷,早了大约几分钟。
沈奇走出教室,发现第一个交卷的男生站在走廊的窗边。
男生戴着眼镜,个子挺高,接近一米九,黑衣黑裤黑皮鞋,双手插裤袋,立的笔直,远眺并不蔚蓝的天空。
“这眼神,这气质,一看就是个学霸,同道中人。”沈奇对男生作出初步判断。
忽然,男生扭头扫了沈奇一眼,说到:“之前没见过你。”
沈奇:“我叫沈奇。”
男生点点头,算是打过招呼了,遂继续观察雾霾肆虐的天空。
沈奇走到窗边,物院男生的身旁,和男生一起看天,能见度非常低。
两人就这么站着,不言不语,3分钟过去了。
沈奇终于忍不住了:“师兄,你看到了什么?”
男生说到:“木星和土星很正常,但天王星的运动轨迹显的异常。”
大白天的你在看星星?沈奇不露声色的答到:“天王星不是沿着一个精确的椭圆运行,这可以解释为,一股幽暗的力吸引着它。”
男生:“不管如何,牛顿定律在太阳系范围内绝对正确。”
沈奇:“我同意你的观点,所以海王星被发现了。”
两位燕大学生的一段对话,实际上重温了天文史上的一个经典案例。
人们发现天王星并不是沿着椭圆轨道运行,那么引力定律面临被推翻的危险。
一位叫勒威耶的物理学家大胆预测,一定存在一颗幽暗而看不见的行星,这个行星在吸引天王星。
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