第48章 你怎麼才來啊!
陸文淵沒理周圍的吸氣聲,他沒有停頓,趁著靈感正盛,繼續解答起來。
「關於第二個問題,位移和放大倍數。」
「根據莫爾條紋的幾何特性,當其中有一塊光柵沿著垂直於刻線的方向移動一個光柵常數 d的距離時,莫爾條紋會隨著條紋的方向移動一個條紋間距 w的距離。」
他一邊說著,一邊在黑板上寫下了對應的比例關係。
「ΔW / W =Δx / d,即ΔW =(W / d)*Δx。」
「按照這條公式,我們可以假設放大倍數為 K,那麼就能得出另一個結論,那就是K =ΔW /Δx = W / d≈ 1 /θ。」
「為了驗證這條公式的正確性,我可以給大家舉一個例子。」
陸文淵轉身正對所有人,他伸出手,比了一個鴨子嘴的手勢。
「大家請看,這裡我假設光柵常數d是0.01毫米,我們把夾角θ調整為 0.001弧度。
那麼,莫爾條紋的間距W就是10毫米,與此同時,放大倍數K的數值就已經出來了。
代入公式,我們可以得出,K等於1000倍。」
「在機械上,它移動了肉眼根本看不見的零點零一毫米,但是在光學上,這條條紋卻移動了整整一厘米。
所以在肉眼看不見的條件下,我們想要得到更精密的測量儀器,可以將光作為衡量的標準。」
陸文淵越說越興奮,孫慈恩出的這幾道題,他每答出一題,越覺得自己離光柵尺的研究方向更近了一步。
越解題,他就覺得自己的思路越清晰。
這下人群中的吸氣聲徹底壓不住了,好幾個埋頭苦算的研究員乾脆放下了筆,盯著黑板上的推導過程猛瞧。
王大珩更是,在陸文淵舉答第一道題的時候,就目光灼灼地盯著他瞧。
「……第二問,正確。」孫慈恩開口說,「接下來是第三問。」
第三問,這是這道題中最難的一問,陸文淵深吸了一口氣,先是回憶了一番自己腦海中的大概想法,確定無誤後,才自我打氣般地點了點頭。
「關於第三問,我有一個想法。」陸文淵說。
「如果按照這道題來說,在工程實踐中,光源並不是理想的單色平行光,而是存在發散角α,那麼光柵的投影就會隨著距離 z的增加而變得模糊。
因此,這會導致兩塊光柵重疊的時候,兩塊光柵越重疊,與之相對的是莫爾條紋的對比度就會越下降,甚至會完全消失。
因此,我認為如果要解決這個問題,我們不僅僅要依靠幾何光學,還必須要引入波動光學的菲涅爾衍射理論。」
說著,他轉過身,在黑板的另一邊乾淨的地方畫出了光波穿過狹縫後的波陣面分布圖。
「大家請看,在我們的假設中,光波穿過第一道光柵後會發生衍射。
但是由於光柵的周期性結構,在特定的距離上,衍射光波會重新匯聚,形成與光柵完全相同的自成像。
我對光學的研究還沒有那麼深入,因此,相對於在光學上闡述這個現象,我更偏向於用物理學闡述。」
陸文淵頓了頓,見孫慈恩沒有異議才接著說。
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「以上所說的這些現象,在物理學上被稱為泰伯效應,這條理論所對應的公式為:Z_k = k *(d^2 /λ)(k = 1, 2, 3...)。」
「也就是說,為了抵消發散光源帶來的模糊度,同時也要優化條紋的對比度。
因此,兩塊光柵之間的間隙,就絕對不能是任意的,它必須嚴格等於泰伯距離,也就是光柵常數 d的平方除以波長,或者是它的整數倍。
在以上的條件都符合的情況下,我們才能進一步推斷,在這個間隙下,第一塊光柵的衍射自成像才能完美地貼合在第二塊光柵上,從而輸出對比度最高最清晰的莫爾紋信號。」
最後一句話說完,陸文淵長長的吐出了一口氣,他將剩下的一小截粉筆輕輕地放回了黑板槽里。
伴隨著啪嗒一聲響,他轉過身,面向王大珩和孫慈恩以及滿屋子的研究員微微鞠了一躬。
「各位同志,我的解答完畢。」
寂靜。
是死一樣的寂靜。
所有人都沉默著,有些城府淺一些的研究員甚至是在黑板和陸文淵之間瞪來瞪去。
「啪啪啪!啪啪啪!」
率先打破這寂靜的是王大珩。
他一邊鼓掌,一邊從椅子上站起來,「答的不錯,不僅是推導嚴密,還能將物理光學和工程實踐結合起來,這腦子轉的夠快的!」
他上前拍了拍陸文淵的肩膀,然後轉頭看向一旁僵立的學生,「慈恩啊,你說呢?」
孫慈恩沒有立刻回答,他死死地盯著黑板上的那幾行公式,細細端詳著陸文淵給出的答案。
在所有人的注視下,他的嘴角開始明顯地抽動起來,就連臉上的肌肉也跟著抖動起來。
「慈恩?」見孫慈恩沒有反應,王大珩又問了一句。
完了完了完了完了……
站在最前面,平日裡跟孫慈恩接觸最密切的那個研究員,見狀忍不住偷偷往後退了一步。
這個孫慈恩啊,平時在車間裡就板著一張臉,幹什麼都嚴苛的要命,好像別人欠他錢一樣。
這人平時也就對著王館長能有個好臉色。
今天他絞盡腦汁出了這些刁鑽的題,居然被這個首都來的,毫不費力地就給答下來了!
眼瞅著孫慈恩這副模樣,怕不是覺得這個首都來的下了他的面子,快要惱羞成怒了吧?!
不成不成不成……
那個技術員這樣想著,忍不住又往後退了幾步。
一會萬一要是真打起來,可別濺著我一身血。他忍不住這樣想。
這邊他正提心弔膽地防備著,下一秒卻看見孫慈恩那張萬年不變的臉上突然綻放出來一個巨大的笑來。
只不過因為他平日裡慣常擺著個臉,很少做這種誇張的大表情,因此這個笑容看起來僵硬的很,甚至有些滑稽。
就在眾目睽睽之下,孫慈恩猛地上前一步,緊接著,他緊緊地握住了陸文淵的手,用力搖晃了好幾下。
「陸同志!你怎麼才來啊!」
陸文淵:「……啊?」
「關於第二個問題,位移和放大倍數。」
「根據莫爾條紋的幾何特性,當其中有一塊光柵沿著垂直於刻線的方向移動一個光柵常數 d的距離時,莫爾條紋會隨著條紋的方向移動一個條紋間距 w的距離。」
他一邊說著,一邊在黑板上寫下了對應的比例關係。
「ΔW / W =Δx / d,即ΔW =(W / d)*Δx。」
「按照這條公式,我們可以假設放大倍數為 K,那麼就能得出另一個結論,那就是K =ΔW /Δx = W / d≈ 1 /θ。」
「為了驗證這條公式的正確性,我可以給大家舉一個例子。」
陸文淵轉身正對所有人,他伸出手,比了一個鴨子嘴的手勢。
「大家請看,這裡我假設光柵常數d是0.01毫米,我們把夾角θ調整為 0.001弧度。
那麼,莫爾條紋的間距W就是10毫米,與此同時,放大倍數K的數值就已經出來了。
代入公式,我們可以得出,K等於1000倍。」
「在機械上,它移動了肉眼根本看不見的零點零一毫米,但是在光學上,這條條紋卻移動了整整一厘米。
所以在肉眼看不見的條件下,我們想要得到更精密的測量儀器,可以將光作為衡量的標準。」
陸文淵越說越興奮,孫慈恩出的這幾道題,他每答出一題,越覺得自己離光柵尺的研究方向更近了一步。
越解題,他就覺得自己的思路越清晰。
這下人群中的吸氣聲徹底壓不住了,好幾個埋頭苦算的研究員乾脆放下了筆,盯著黑板上的推導過程猛瞧。
王大珩更是,在陸文淵舉答第一道題的時候,就目光灼灼地盯著他瞧。
「……第二問,正確。」孫慈恩開口說,「接下來是第三問。」
第三問,這是這道題中最難的一問,陸文淵深吸了一口氣,先是回憶了一番自己腦海中的大概想法,確定無誤後,才自我打氣般地點了點頭。
「關於第三問,我有一個想法。」陸文淵說。
「如果按照這道題來說,在工程實踐中,光源並不是理想的單色平行光,而是存在發散角α,那麼光柵的投影就會隨著距離 z的增加而變得模糊。
因此,這會導致兩塊光柵重疊的時候,兩塊光柵越重疊,與之相對的是莫爾條紋的對比度就會越下降,甚至會完全消失。
因此,我認為如果要解決這個問題,我們不僅僅要依靠幾何光學,還必須要引入波動光學的菲涅爾衍射理論。」
說著,他轉過身,在黑板的另一邊乾淨的地方畫出了光波穿過狹縫後的波陣面分布圖。
「大家請看,在我們的假設中,光波穿過第一道光柵後會發生衍射。
但是由於光柵的周期性結構,在特定的距離上,衍射光波會重新匯聚,形成與光柵完全相同的自成像。
我對光學的研究還沒有那麼深入,因此,相對於在光學上闡述這個現象,我更偏向於用物理學闡述。」
陸文淵頓了頓,見孫慈恩沒有異議才接著說。
【記住本站域名𝗧𝗪看書📕𝘀𝗵𝘂.𝘁𝘄】
「以上所說的這些現象,在物理學上被稱為泰伯效應,這條理論所對應的公式為:Z_k = k *(d^2 /λ)(k = 1, 2, 3...)。」
「也就是說,為了抵消發散光源帶來的模糊度,同時也要優化條紋的對比度。
因此,兩塊光柵之間的間隙,就絕對不能是任意的,它必須嚴格等於泰伯距離,也就是光柵常數 d的平方除以波長,或者是它的整數倍。
在以上的條件都符合的情況下,我們才能進一步推斷,在這個間隙下,第一塊光柵的衍射自成像才能完美地貼合在第二塊光柵上,從而輸出對比度最高最清晰的莫爾紋信號。」
最後一句話說完,陸文淵長長的吐出了一口氣,他將剩下的一小截粉筆輕輕地放回了黑板槽里。
伴隨著啪嗒一聲響,他轉過身,面向王大珩和孫慈恩以及滿屋子的研究員微微鞠了一躬。
「各位同志,我的解答完畢。」
寂靜。
是死一樣的寂靜。
所有人都沉默著,有些城府淺一些的研究員甚至是在黑板和陸文淵之間瞪來瞪去。
「啪啪啪!啪啪啪!」
率先打破這寂靜的是王大珩。
他一邊鼓掌,一邊從椅子上站起來,「答的不錯,不僅是推導嚴密,還能將物理光學和工程實踐結合起來,這腦子轉的夠快的!」
他上前拍了拍陸文淵的肩膀,然後轉頭看向一旁僵立的學生,「慈恩啊,你說呢?」
孫慈恩沒有立刻回答,他死死地盯著黑板上的那幾行公式,細細端詳著陸文淵給出的答案。
在所有人的注視下,他的嘴角開始明顯地抽動起來,就連臉上的肌肉也跟著抖動起來。
「慈恩?」見孫慈恩沒有反應,王大珩又問了一句。
完了完了完了完了……
站在最前面,平日裡跟孫慈恩接觸最密切的那個研究員,見狀忍不住偷偷往後退了一步。
這個孫慈恩啊,平時在車間裡就板著一張臉,幹什麼都嚴苛的要命,好像別人欠他錢一樣。
這人平時也就對著王館長能有個好臉色。
今天他絞盡腦汁出了這些刁鑽的題,居然被這個首都來的,毫不費力地就給答下來了!
眼瞅著孫慈恩這副模樣,怕不是覺得這個首都來的下了他的面子,快要惱羞成怒了吧?!
不成不成不成……
那個技術員這樣想著,忍不住又往後退了幾步。
一會萬一要是真打起來,可別濺著我一身血。他忍不住這樣想。
這邊他正提心弔膽地防備著,下一秒卻看見孫慈恩那張萬年不變的臉上突然綻放出來一個巨大的笑來。
只不過因為他平日裡慣常擺著個臉,很少做這種誇張的大表情,因此這個笑容看起來僵硬的很,甚至有些滑稽。
就在眾目睽睽之下,孫慈恩猛地上前一步,緊接著,他緊緊地握住了陸文淵的手,用力搖晃了好幾下。
「陸同志!你怎麼才來啊!」
陸文淵:「……啊?」