衍射级数
在物理光学中,衍射级数(通常记作n、m或k)是一个整数,用于对波在发生衍射后因干涉产生的強度分布的极大值或极小值进行分类。在雙縫或光栅等装置中均会出现这类衍射极大值与极小值。 极大值与极小值的产生 ;下图:白光或复色光。中心为0级极大值,左右两侧依次为1至3级极大值。]] 衍射级数取决于参与干涉的波的波程差。要发生相长干涉(即产生极大值),干涉波的波程差\delta必须是波长的整数倍: : \delta = n \cdot \lambd…
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在物理光学中,衍射级数(通常记作n、m或k)是一个整数,用于对波在发生衍射后因干涉产生的強度分布的极大值或极小值进行分类。在雙縫或光栅等装置中均会出现这类衍射极大值与极小值。 极大值与极小值的产生 ;下图:白光或复色光。中心为0级极大值,左右两侧依次为1至3级极大值。]] 衍射级数取决于参与干涉的波的波程差。要发生相长干涉(即产生极大值),干涉波的波程差\delta必须是波长的整数倍: : \delta = n \cdot \lambd…
在无线电工程和电信中,驻波比(,SWR)是负载阻抗匹配与传输线或波导特性阻抗匹配的量度。阻抗失配导致沿传输线的驻波,而驻波比定义为沿线的波腹处的部分驻波幅度(最大值)与节点处的幅度(最小值)之比。 驻波比通常以沿馈线的最大和最小交流电压計算,因此称为电压驻波比或 VSWR (有时发音为“vizwar” )。例如,电压驻波比為1.2:1,意思是馈线上的驻波引起的交流电压的峰值,是该线上最小交流电压的1.2倍,但是需要该线路长度至少为半波长…
热巧克力效应()声音在盛有一定液体的杯内传播;液体内有气泡和无气泡时的速度(频率),人耳就能听出不同的效应,称为热巧克力效应。这是一种波动力学效应;由法朗克·克劳福特首次纪载于1982年;他当时在一杯热液体中,倒入可溶巧克力粉;一面攪动而振动杯子发声;他听到,巧克力溶解有大量气泡冒出时和没气泡时的声音不同;故把这种效应称为巧克力效应。此后,经继续研究;凡在液体内加入可溶物质,溶解有大量气泡出现,声音在有气泡和无气泡液体内传播速度都不同。…
波程差(又称光程差或路径差)是指两个或多个相干波传播路径长度的差值。路径差\Delta s = s_2 - s_1决定了干涉现象的产生。 为例的波程差\Delta s(图中\Delta s = \lambda)]] 发生条件 若两个波长\lambda与振幅相同的波,其波程差正好为半个波长(加上波长的任意整数倍k),则这两列分波会相互抵消。这种强度减弱的现象称为相消干涉: : \Delta s = (k + 0.5) \lambda,其中…
迭代稀疏漸近最小方差算法 }}
準週期性(Quasiperiodicity)是指系統出現不規則週期性的情形。週期行為可定義為間隔固定時間(例如每24小時)就會出現。準週期性行為和週期性類似,但不完全相同。此詞語可以用來表示似乎以規律模式出現,但沒有固定週期的行為。此一詞語也沒有準確定義,因此不能和其他有更準確定義的數學概念混為一談,像是概周期函数(almost periodic function)或准周期函数(quasiperiodic function)。 氣候學 …
]] 在量子力學中,薛定諤方程()是描述物理系統的量子態隨時間演化的偏微分方程,为量子力學的基礎方程之一,其以發表者奧地利物理學家埃尔温·薛定諤而命名。關於量子態與薛定諤方程的概念涵蓋於基礎量子力學假說裏,無法從其它任何原理推導而出。 在古典力學裏,人们使用牛頓第二定律描述物體運動。而在量子力學裏,類似的運動方程為薛定諤方程。 薛定諤方程所屬的波動力學可以數學變換為維爾納·海森堡的矩陣力學,或理察·費曼的路徑積分表述。薛定諤方程是個非相…
瑞利判据是能够分辨两个光源间距的启发式条件。根据第三代瑞利男爵約翰·斯特拉特的定义,该最小间距等于衍射图样中心到其第一极小值的距离。因此,该判据仅适用于分辨率受衍射限制且衍射图样确实存在极小值的情况。此外还有更普适的其他判据。 单缝衍射 若仅需考虑单一方向上的衍射受限分辨率(例如光电),则需分析处的衍射。以单色光照射的单缝为例,刚好可分辨的角距离(以弧度为单位)为: : \alpha = \arcsin \left( \frac{\la…
声学波动(acoustic waves)或声波(sound waves),是一种在介质中传播的能量,通过绝热过程增压与减压。用于描述声波的重要物理量有声压、粒子速度、粒子位移和音强。声波以特定的速度传播,这一速度取决于其通过的介质。从扬声器播放的声音(以声速在空气中传播的波)、地震引起的地面运动(穿过地球的波)和用于医学成像的超聲波(穿过身体的波)都属于声波。 属性 声波方程 描述了声波的传播。下式是描述一维声压的声波方程 : { \p…
在訊號處理領域中,相位響應描述了一個線性系統(如放大器或濾波器)在接收正弦波輸入後,其輸出訊號與輸入訊號之間的相位差隨頻率變化的關係。當此類設備接收輸入訊號並產生對應的輸出時,其傳輸特性通常由幅度響應與相位響應(波德圖)共同定義。 放大器與濾波器等設備可根據其頻率特性進行分類。其中,幅度響應是指輸出振幅與輸入振幅的比值(為頻率的函數);而相位響應則是以輸入訊號為相位參考基準(定義為零相位),觀察輸出訊號所產生的相位偏移。 若是用量測得到…
電磁波引發透明(,EIT),一般是用两束光同时照射到原子介质(如大量原子组成的气体),使得其中一束光能够在与原子跃迁共振时通过原子介质而不产生吸收和反射的现象。 Rb原子"梯子"能级图: |3> nS1/2 | | 480nm 耦合光 | |2> 5P3/2 | | 780nm 探测光 | |1> 5S1/2 观测 EIT 需要两种相干光源(例如激光)和介质(一般为原子气体,如Rb85、Rb87)的三种量子态。两种相干光源分别称为「探测…
波动方程或稱波方程()是一种二阶线性偏微分方程,主要描述自然界中的各种的波动现象—正如它们出现在经典物理学中—例如机械波,包括声波、光波、引力波、无线电波、水波、和地震波。波动方程抽象自声学、波动光学、电磁学、电动力学、流体力学、广义相对论等领域。 历史上许多科学家,如达朗贝尔、欧拉、丹尼尔·伯努利和拉格朗日等在研究乐器等物体中的弦振动问题时,都对波动方程理论作出过重要贡献。1746年,达朗贝尔发现了一维波动方程,欧拉在其后10年之内发…
的交錯層理]] 上近滨海帶()是指可以受到日常波浪作用的攪動的淺的海底部分,即波蚀基面之上的海滩地带 。其下為下近滨海帶. 流體運動 下近滨海帶環的海底的具有持續的波浪攪拌,導致沉積物的小顆粒被篩出境外,只留下那些重量大、波浪無法使其懸浮的顆粒。 影響深度 當波浪經過時,海水分子會做垂直圓週運動。且水分子的運動圓半徑隨著深度而減少。波浪影響的最大深度是波長的一半。在該深度以下,當波浪經過時,水保持靜止。 例如,在 1 英尺(0.30 m…
波蝕基面、浪蚀基面(),根據物理海洋學,是水波通過時能造成波浪攪動的最大深度。在比波蝕基面更深的水深處,底部沉積物和海底不再受到上方波浪運動的攪動。 過程機制 在海水中,當波浪經過時,水粒子以圓形軌道運動。其運動半徑隨著深度的增加而減小。波蝕基面的深度,大約是波長的一半。當深度大於一半波長時,水粒子運動小於水面水粒子運動值的4%,可以忽略。 例如,在1公尺(3.3英尺)深的水池中,波長為3公尺(9.8英尺)的波浪將移動底部的水粒子。在同…
光学谐振腔的纵模是一种由谐振腔边界条件所限定的特定的驻波模式。 腔的模式对应于沿腔轴向传播的经由腔的反射表面多次反射之后形成相长干涉的波的波长。其余的波长则因相消干涉而抑制。腔模中,纵模的波节沿着腔的轴向分布。对应的,横模的波节垂直于腔轴方向分布。 简单腔 一个常见的纵模示例是激光产生的波长。在最简化的情况下,是由两面相对的平面镜构成的谐振腔(平面腔或法布里-珀罗谐振腔),腔内为真空。腔中允许(形成相长干涉)的模式,是那些镜间距(即腔长…
梅爾德實驗是德国物理学家在1859年進行的關於駐波的科學實驗,他起初用音叉產生振盪,後來換用電振盪器連接拉緊的細線製造此現象。梅爾德在1860年前后首先揭示了駐波現象及創造了“駐波”()這個术语。 這個實驗證明了机械波的干涉現象。機械波在相反方向傳播時形成不動的點,稱為,梅爾德又稱這樣的波為駐波,因節點和腹點(,振蕩點)位置保持不變。 背景 自然中的波現象被研究了數世紀,其中光的波动性是科学史上最具爭議的話題之一。17世紀,艾萨克·牛顿…
横模是指垂直于电磁辐射传播方向的平面上呈现的特定电磁场分布模式。这种模式常见于波导管中的无线电和微波、光導纖維中的光以及激光的共振腔内。 横模的形成源于电磁波受波导影響出現的边值问题。 參考文獻
杜哈梅原理(),又称为齐次化原理,是求解非齐次线性偏微分方程(如热传导方程、波动方程)的一种方法。杜哈梅原理以法国数学家杜哈梅的名字命名,他最早在非齐次热传导方程中应用了此方法。该方法可以看作是求解非齐次线性常微分方程时使用的常数变易法(Variation of parameters)的推广。 杜哈梅原理将非齐次问题的求解转化为一组柯西问题(初值问题)的求解。以热传导方程为例,热能分布 u 为 \mathbb{R}^n 上的函数。初值问…
的筏遇到水躍]] 水躍(hydraulic jump)是在明渠流(像是河流和溢洪道)中常見的水力学現象。當高速的液體流進低速的區域,液面高度會突然上昇。快速流動的液體會突然變慢,液面會突然變高,將部份液體的動能轉換為位能,其中有部份能量因為紊流而以熱的方式耗散。在明渠流中,水躍的現象是快速流動的水流突然變慢,液面變高,類似激波行成的方式。 最早觀察及紀錄水躍的人是在1500年代的列奥纳多·达·芬奇。最早用數學敘述的是都灵大学的,他在18…
波動力學是量子力學的一種表述形式,主要是以波函數及其模數的平方去表示物體的狀態及該狀態出現的機率。對於波函數隨時間的變化,是遵從薛丁格方程式。 德布羅意與相位波 1923年,德布羅意參考愛因斯坦的狹義相對論發現,如果有: hf_o = mc^2\, 其中 h\, 是普朗克常數、f_o\, 是粒子的內部運動的頻率、m\, 是粒子的靜止質量、而c\, 是光速;那麼根據狹義相對論的質量及時間隨運動的變化,我們可得到以下兩個關係: f_1 = …