1分钟物理(第二辑)
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11 为什么眯着眼看灯光会有光柱的感觉?

眯眼的时候,上下眼皮之间的距离越来越近,你所能看到的视野也越来越狭窄,这个过程相当于透过一个狭缝来看外边的景象,并且这个狭缝越来越窄。

通常情况下,我们并不能观察到光的干涉、衍射现象,其中有一个很重要的原因是光传播时所经过的物体的尺度都远大于光的波长,这种情况下物体对光的影响就微乎其微了,光几乎是沿着直线传播。但如果物体的尺度和光的波长相当时,情况就不一样了。

我们平时所看到的各种各样的光并不是单色光源,这些光源发出的光是断断续续的,有随机的时间差,它们是不相干的。或者说,即便发生干涉也是各种各样的干涉的叠加,综合起来相当于没有。法国物理学家菲涅耳在惠更斯的光学理论基础上进一步完善,提出了子波相干叠加理论,又称为惠更斯-菲涅耳原理。这个原理的表述为:同一波面上的每一微小面元都可以看作新的振动中心,它们发出次级子波。这些次级子波在空间某点相遇时,该点的振动是所有这些次级子波在该点的相干叠加。

所以,如果狭缝的尺度足够小,那么透过狭缝的那部分光便几乎是相同的光,它们是相干的。

此时如果考虑光从狭缝穿过的传播情况,就需要考虑光的波动性了,光会发生单缝衍射,在视网膜上形成明暗相间的条纹,最中间是亮条纹,其宽度大、亮度大,其余的次级亮条纹强度很小。

最中间的亮条纹的宽度要比狭缝宽,这就是眯眼所看到的光柱,而这一亮条纹的宽度与你眯眼的缝隙宽度成反比,所以越眯眼,光柱就会越宽。

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