
这张照片记录了光学实验室中一次经典的物理实验现象:一束红色激光通过一个微小的圆形孔径后,在远处的白色屏幕上形成了一个中心明亮、周围环绕着明暗相间同心圆环的衍射图样。画面中央,一个清晰的红色光斑被柔和的光环包围,呈现出典型的夫琅禾费衍射(Fraunhofer Diffraction)图案。整个场景设置在精密的光学平台上,仪器整齐排列,背景略显模糊,突出了屏幕上的衍射图样,展现出科学实验的严谨与美感。
这幅图像所揭示的科学原理,是波动光学中的核心内容——光的衍射(Diffraction of Light)。
当光波遇到障碍物或狭缝时,其传播路径会发生弯曲,并在空间中重新分布,这种现象称为衍射。它源于光的波动性,是惠更斯-菲涅耳原理的直接体现:每一个波前上的点都可以看作是一个新的次级波源,这些次级波相互叠加,形成新的波前。
在本实验中,激光作为高度相干、单色性强的光源,穿过一个直径极小的圆孔(通常为毫米级或更小),由于孔径尺寸与光波长相当(可见光波长约500纳米),光线无法沿直线传播,而是向四周“扩散”。在远场(即观察屏距离足够远或使用透镜成像)条件下,形成的衍射图样符合夫琅禾费衍射模型。
此外,照片下方标注的拍摄参数(OPPO Find X6,24mm焦距,f/1.8光圈,1/50秒快门,ISO 640)表明,即使使用手机也能高质量记录此类物理现象,体现了现代摄影技术对科学观测的支持。
这幅作品不仅是对经典光学实验的忠实再现,更是对自然规律之美的礼赞。在一片宁静的实验室中,一束红光穿越微孔,用数学般的秩序描绘出宇宙深处的波纹。它提醒我们:最简单的几何形状,竟能演绎出如此复杂而和谐的光影诗篇——那是波动世界写下的第一行诗。