基本介紹
- 中文名：泊松光斑
- 外文名：Poisson bright spot
- 也稱：泊松亮斑
- 性質：一種光學現象
- 性質：是對光的波動性的一個很好的證明
簡介,歷史,衍射,參閱,
簡介
當單色光照射在一定尺寸的小圓板或圓珠時，會在之後的光屏上出現環狀的互為同心圓的衍射條紋，並且在所有同心圓的圓心處會出現一個極小的亮斑，這個亮斑就被稱為泊松亮斑。這個亮斑的出現是對光的波動性的一個很好的證明。
除光外，在其他物質流的衍射現象中也能發現泊松亮斑的存在。
歷史
1817年，法蘭西學術院舉行了一次關於光的本性問題的科研成果最佳論文競賽，菲涅耳加緊了研究工作；他在他弟弟的幫助下，成功地提出了後人稱之為惠更斯－菲涅耳原理，他用這一原理出色地解釋了光的直線傳播規律，提出了光的衍射理論的子波解釋，並於1818年提交了論文。科學院成立了一個評審會，評審會的成員中有波動的支持者弗朗索瓦·阿拉戈（1786—1853），有波動說的反對者泊松（1781—1840）、讓-巴蒂斯特·畢奧（1774—1862）、皮埃爾-西蒙·拉普拉斯（1749—1827），有一中立者路易斯·蓋-呂薩克（1778—1850）。儘管不少成員不相信菲涅耳的觀念，但是最終還是被菲涅耳數學上的巨大成功及其與實驗上的一致性所征服，並授予他優勝獎。
泊松想推翻菲涅耳的觀點，就藉助于波動理論對衍射理論進行詳細地分析。他發現：用一個圓片作為遮擋物時。光屏的中心應出現一個亮點（或者用圓孔做實驗時，應該在光屏的中心出一個暗斑），這是令人難以相信的事實，過去也未曾有人見到過。菲涅耳又經過嚴密的數學計算發現，只有當這個圓片的半徑很小時，這個亮點才比較明顯（或圓孔很小時，暗斑明顯）。事後，菲涅耳和阿拉戈精心設計了一個實驗，確認了這一亮斑的存在，證明了這一預言的正確性。
這個初看起來似乎是荒謬的結論，是泊松研究菲涅耳論文時把它當作謬誤提出來的，但卻成了支持波動說的強有力的證據。後來人們為了紀念這一極具戲劇性事實，就把衍射光斑中央出現的亮斑（或暗斑）稱為“泊松光斑”。
衍射
衍射（英語：diffraction），又稱繞射，是指波遇到障礙物時偏離原來直線傳播的物理現象。
在經典物理學中，波在穿過狹縫、小孔或圓盤之類的障礙物後會發生不同程度的彎散傳播。假設將一個障礙物置放在光源和觀察屏之間，則會有光亮區域與陰暗區域出現於觀察屏，而且這些區域的邊界並不銳利，是一種明暗相間的複雜圖樣。這現象稱為衍射，當波在其傳播路徑上遇到障礙物時，都有可能發生這種現象。除此之外，當光波穿過折射率不均勻的介質時，或當聲波穿過聲阻抗不均勻的介質時，也會發生類似的效應。在一定條件下，不僅水波、光波能夠產生肉眼可見的衍射現象，其他類型的電磁波（例如X射線和無線電波等）也能夠發生衍射。由於原子尺度的實際物體具有類似波的性質，它們也會表現出衍射現象，可以通過量子力學進行研究其性質。
在適當情況下，任何波都具有衍射的固有性質。然而，不同情況中波發生衍射的程度有所不同。如果障礙物具有多個密集分布的孔隙，就會造成較為複雜的衍射強度分布圖樣。這是因為波的不同部分以不同的路徑傳播到觀察者的位置，發生波疊加而形成的現象。
