衍射极限:从人眼视觉到显微技术的跨越

当激光通过圆孔时,我们会在屏幕上看到一系列同心的明暗圆环(图3d)。这种图案就是我们前面提到的“艾里斑”。艾里斑是以英国皇家天文学家SirGeorgeBiddellAiry的名字命名的。因为他在1835年第一次给出了这个现象的理论解释[2]。人眼的瞳孔就像一个小圆孔,光线通过时会产生类似图3d的衍射图样。这个衍射图样...

跳水双子星的“水花消失术”怎么做到的,很难吗?| No.421

其实,在狭缝、多边形小孔、小圆孔等形状各不相同的情况下,所产生的衍射图样也五花八门,而且经研究表明这个衍射现象还遵循“偶数边的小孔产生对应偶数个光刺、奇数边的小孔产生2*对应边数个光刺”的规律。光通过不同多边形小孔后的衍射图案(图源参考文献[1])相机中的星芒现象,就是光线通过光圈结构时发生了衍射现...

灵遁者科普:光的衍射,你了解多少

我们可以通过光学实验,观察到光波的衍射图样。光的衍射图样通常具有一系列明暗条纹(分别对应光波振幅的最大值和最小值)。给大家举一个例子来解释这原理:假设有两个相邻房间A、B,这两个房间之间有一扇敞开的房门。当声音从房间A的角落里发出时,则处于房间B的人所听到的这声音有如是位于门口的波源传播而来的。对...

詹姆斯·韦伯太空望远镜的八角星芒

图6是圆孔、方孔以及正六边形孔分别对应的衍射图案[4]。图6:不同形状小孔的小孔衍射图案但小孔衍射分析的是开孔吸收屏后的光的衍射情况,我们需要类推到与JWST相同的情况中去。当光线打到开有孔的吸收屏上,则屏后的光场分布只会由开孔处贡献,正如上文中的图2(b)中展示的那样。那么如果我们将小孔换成了一...

如何从物理学角度解释“耀眼的光芒”

这时候,如果把单缝换成小孔,又会出现什么现象呢?不难想象,这时候的衍射图像就变成了一个个半径越来越大、共享一个圆心而环环相扣衍射圆环。其实,在狭缝、多边形小孔、小圆孔等形状各不相同的情况下,所产生的衍射图样也五花八门,而且经研究表明这个衍射现象还遵循“偶数边的小孔产生对应偶数个光刺、奇数边的小孔...

活细胞拍“电影”多难?电光穿越五百米,定格十万亿分之一秒

标准样品圆孔、方孔及鹦鹉螺图案的相干衍射图样,上海科技大学供图(www.e993.com)2024年11月22日。“我希望大家能够体会到我们科研工作者能够打出这么漂亮的衍射图样,那种很开心很美好的感觉”,上海科技大学大科学中心主任、活细胞结构与功能成像等线站工程总经理刘志在发布会现场用激光笔指着PPT上的图案激动地说,“我真的希望大家也能够在这一块儿...

创业难?揭秘100多年前科学家成功创业的故事

红色激光的圆孔衍射图样。图片来源:wikipedia同样的道理,由于衍射的存在,成像系统无法把光线汇聚成无限小的点,而只会在像平面上形成有限大小的爱里斑。通过任何光学仪器成像的过程,都可以认为是把物平面上的无数微小的点转换成爱里斑,然后再把它们叠加起来呈现在像平面上。这样的结果是,任何成像系统所得到的像无法...

英国唯一女诺奖得主,却仍被祖国媒体讥讽为“牛津主妇”

在另一个盘子里经过一个小圆孔后，在一个盘子上形成的红色激光束的衍射图样同理，我们可以让X射线通过一个规则的晶体结构。结合在晶体中，其原子间距离和X射线波长近似相等。所以当X射线通过晶体结构时，就会在感光版上形成很多暗点，这些暗点组合成了X射芯感光条纹。这些纹便可间接描述了晶体中原子的排列。紧接...