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衍射光栅

指数 衍射光栅

衍射光栅(diffraction grating)是光栅的一种。它通过有规律的结构,使入射光的振幅或相位(或两者同时)受到周期性空间调制。衍射光栅在光学上的最重要应用是作为分光器件,常被用于单色仪和光谱仪上。 实际应用的衍射光栅通常是在表面上有沟槽或刻痕的平板。这样的光栅可以是透射光栅或反射光栅。可以调制入射光的相位而不是振幅的衍射光栅现在也能生产。 衍射光栅的原理是苏格兰数学家詹姆斯·格雷戈里发现的,发现时间大约在牛顿的棱镜实验的一年后。詹姆斯·格雷戈里大概是受到了光线透过鸟类羽毛的启发。公认的最早的人造光栅是德国物理学家夫琅禾费在1821年制成的,那是一个极简单的金属丝栅网。但也有人争辩说费城发明家戴维·里滕豪斯于1785年在两根螺钉之间固定的几根头发才是世界上第一个人造光栅。.

22 关系: 反射夫琅禾费干涉光谱仪光栅稜鏡相位衍射詹姆斯·格雷戈里調變費城蘇格蘭色散艾萨克·牛顿透射係數波阵面波长振幅惠更斯-菲涅耳原理戴维·里滕豪斯

反射

反射可以有以下含义:.

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夫琅禾费

#重定向 约瑟夫·冯·夫琅和费.

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干涉

干涉可以指:.

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光通常指的是人類眼睛可以見的電磁波(可見光),視知覺就是對於可見光的知覺。可見光只是電磁波譜上的某一段頻譜,一般是定義為波長介於400至700奈(纳)米(nm)之間的電磁波,也就是波長比紫外線長,比紅外線短的電磁波。有些資料來源定義的可見光的波長範圍也有不同,較窄的有介於420至680nm,較寬的有介於380至800nm。 而有些非可見光也可以被稱為光,如紫外光、紅外光、x光。 光既是一种高频的电磁波,又是一種由称為光子的基本粒子組成的粒子流。因此光同时具有粒子性与波动性,或者说光具有“波粒二象性”。.

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光谱仪

光譜儀(Spectroscope)是將成分複雜的光,分解為光譜線的科學儀器,由稜鏡或衍射光柵等構成。利用光譜儀可測量物體表面反射的光線。陽光中的七色光是肉眼能分的部分(可見光),但若通過光譜儀將陽光分解,按波長排列,可見光只佔光譜中很小的範圍,其餘都是肉眼無法分辨的光譜,如紅外線、微波、紫外線、X射線等等。通過光譜儀對光信息的抓取、以照相底片顯影,或電腦化自動顯示數值儀器顯示和分析,從而測知物品中含有何種元素。光谱仪是应用光学原理,对物质的结构和成分进行观测、分析和处理的基本设备,具有分析精度高、测量范围大、速度快和样品用量少等优点。因此,其广泛应用于冶金、地质、石油化工、医药卫生、环境保护等部门。也是军事侦察、宇宙探索、资源和水文勘测所必不可少的仪器。 又称分光仪。以光电倍增管等光探测器在不同波长位置,测量谱线强度的装置。其构造由一个入射狭缝,一个色散系统,一个成像系统和一个或多个出射狭缝组成。以色散元件将辐射源的电磁辐射分离出所需要的波长或波长区域,并在选定的波长上(或扫描某一波段)进行强度测定。分为单色仪和多色仪两种。 将复色光分离成光谱的光学仪器。光谱仪有多种类型,除在可见光波段使用的光谱仪外,还有红外光谱仪和紫外光谱仪。按色散元件的不同可分为棱镜光谱仪、光栅光谱仪和干涉光谱仪等。按探测方法分,有直接用眼观察的分光镜,用感光片记录的摄谱仪,以及用光电或热电元件探测光谱的分光光度计等。单色仪是通过狭缝只输出单色谱线的光谱仪器,常与其他分析仪器配合使用。.

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光栅

光栅(Grating)是一种非常重要的光学元件。 广义的光栅定义为:可以使入射光的振幅或相位(或两者同时)受到周期性空间调制的光学元件。只能使光受到振幅调制或相位调制的光栅,分别称为振幅光栅和相位光栅。按工作方式分,光栅又可分为透射光栅(透射光受调制)和反射光栅(反射光受调制)。 光栅每单位长度内的刻痕多少,主要决定于所分光的波长范围(两刻痕距离应与该波长数量级相近),单位长度内的刻痕多,色散度越大。光栅的分辨本领决定于刻痕多少。利用全息摄影技术制备的光栅称“全息光栅”,不像机刻光栅刻痕有周期性误差。 通常所说的光栅,是指利用衍射效应对光进行调制的衍射光栅。但也存在利用其它原理对光进行调制的光栅,如晶体折射率光栅。.

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稜鏡

鏡,在光學中是一種透明的光學元件,拋光與平坦的表面能折射光線。正確的表面角度取決於應用上的需求,傳統的幾何形狀是以三角型為基礎長方形為邊的三稜柱。在口頭上提到稜鏡時,通常都是指這種類型,但許多光學稜鏡都不是這種形狀的稜鏡。只要是對波長透明的材料都可以用來製造稜鏡,但傳統上和外觀上看都是以玻璃來製作。 稜鏡可以將光線分裂成原來的成分,也就是光譜(在彩虹中的顏色),也可以用來反射或分裂成不同的偏振光。.

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相位

位(phase),是描述訊號波形變化的度量,通常以度(角度)作為單位,也稱作相角或相。當訊號波形以週期的方式變化,波形循環一周即為360º。常應用在科學領域,如數學、物理學、電學等。.

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衍射

--(diffraction),又稱--,是指波遇到障碍物时偏离原来直线传播的物理现象。 在古典物理学中,波在穿过狭缝、小孔或圆盘之类的障碍物后會发生不同程度的弯散传播。假設將一个障碍物置放在光源和观察屏之间,則會有光亮区域與陰暗区域出現於观察屏,而且這些区域的边界並不銳利,是一种明暗相间的复杂图样。這现象称为衍射,當波在其传播路径上遇到障碍物时,都有可能發生这种现象。除此之外,当光波穿过折射率不均匀的介质时,或当声波穿过声阻抗不均匀的介质时,也会发生类似的效应。在一定条件下,不仅水波、光波能够产生肉眼可见的衍射现象,其他类型的电磁波(例如X射线和无线电波等)也能够发生衍射。由於原子尺度的實際物體具有類似波的性質,它們也會表现出衍射现象,可以通过量子力学进行研究其性质。 在適當情况下,任何波都具有衍射的固有性质。然而,不同情况中波发生衍射的程度有所不同。如果障碍物具有多个密集分布的孔隙,就会造成较为复杂的衍射强度分布图样。这是因為波的不同部分以不同的路径传播到观察者的位置,发生波叠加而形成的現象。 衍射的形式論还可以用來描述有限波(量度為有限尺寸的波)在自由空间的传播情况。例如,激光束的發散性質、雷达天线的波束形状以及超声波传感器的视野范围都可以利用衍射方程来加以分析。.

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詹姆斯·格雷戈里

#重定向 詹姆斯·格雷果里.

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調變

调制(英語:modulation)是一种将一個或多個週期性的載波混入想傳送之信号的技術,常用于无线电波的传播与通信、利用电话线的数据通信等各方面。依调制信号的不同,可区分为數位调制及類比调制,這些不同的调制,是以不同的方法,將信号和载波合成的技术。调制的逆过程叫做「解调」,用以解出原始的信号。.

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費城

費城(Philadelphia),即費利德菲亞,也常被簡稱為費利(或菲利,Philly) ,中文又音譯為非拉鐵非和菲拉德爾斐亞,是美國賓夕法尼亞州人口最多、面積最大的都市,同時是美國第五大城。根据2010年人口普查数据,費城人口为1,526,006人。費城市中心的人口在全美國排名第五,僅次於紐約、洛杉矶、芝加哥和休斯顿。以現在美國官方的定義而言,費城都會區的面積大小排名全美第四,共約620萬人居住其中,但若以其他定義來衡量,費城排名第六,次於舊金山灣區與華盛頓-巴爾的摩都會區。費城是德拉瓦河谷都會區的中心城市。 費利德菲亞即希臘文「友愛」的意思,是傳教士命名的,費城是美國最老、最具歷史意義的城市,它在美國史上有非常重要的地位。在18世紀時,費城是美國第二大城與人口最多的城市,在當時,它的政治與社會重要性超過紐約與波士頓。班傑明·富蘭克林對費城的興起貢獻良多。從1854年起,費城市和費城縣為兩個並行的地方政府,而從1952年起,市與縣共有一個政府組織,但費城縣仍屬賓州州政府下的一個獨立的縣。 自從1854年通過「合併法案」(Act of Consolidation)後,費城市的邊界就與費城縣相同。在此之前,費城市只在南街(South Street)、葡萄街(Vine Street)與德拉瓦河與斯库基尔河(Schuylkill River)之間的區域。費城後來擴張至周圍的西費城(West Philadelphia)、北費城(North Philadelphia)與東北費城(Northeast Philadelphia),同時也包括了幾個小型的聚落如羅布魯(Roxborough)、馬拉揚克(Manayunk)、艾利山(Mount Airy)與栗樹丘(Chestnut)。費城同時是全美最大的大學城(college town)之一,拥有许多高等学府,其中包括常春藤盟校的宾夕法尼亚大学,国家第一所医学院和法学院兼缘于此校。有超過120,000名大學生就讀市區的學院與大學,週遭的都會區也有接近300,000名的大學與學院學生。.

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蘇格蘭

蘇格蘭(英語、低地蘇格蘭語:Scotland,;Alba)是大不列颠及北愛爾蘭聯合王國下屬的構成國之一,位於大不列顛島北部,英格蘭之北,被大西洋環繞包圍,東部濱臨北海,西南濱臨北海海峽和愛爾蘭海,由約790多個島嶼組成。以格子花紋、風笛音樂、畜牧業與威士忌而聞名。雖然外交、軍事、金融、總體經濟政策等事務上受英國國會管轄,但蘇格蘭對於內部的立法、行政上,擁有一定程度的自治,在聯合王國内規模僅次於英格蘭。.

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色散

#重定向 色散 (光學).

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艾萨克·牛顿

艾萨克·牛顿爵士,(Sir Isaac Newton,,英語發音)是一位英格兰物理学家、数学家、天文学家、自然哲学家和煉金術士。1687年他发表《自然哲学的数学原理》,阐述了万有引力和三大运动定律,奠定了此后三个世纪--力学和天文学的基础,成为了现代工程学的基础。他通过论证开普勒行星运动定律与他的引力理论间的一致性,展示了地面物体与天体的运动都遵循着相同的自然定律;为太阳中心学说提供了强而有力的理论支持,并推动了科学革命。 在力学上,牛顿阐明了动量和角动量守恒的原理。在光学上,他发明了反射望远镜,并基于对三棱镜将白光发散成可见光谱的观察,发展出了颜色理论。他还系统地表述了冷却定律,并研究了音速。 在数学上,牛顿与戈特弗里德·莱布尼茨分享了发展出微积分学的荣誉。他也证明了广义二项式定理,提出了“牛顿法”以趋近函数的零点,并为幂级数的研究作出了贡献。 在2005年,英国皇家学会进行了一场“谁是科学史上最有影响力的人”的民意调查,在被调查的皇家学会院士和网民投票中,牛顿被认为比阿尔伯特·爱因斯坦更具影响力。.

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透射係數

透射係數專門表示透射波的振幅或強度,相對於入射波的振幅或強度。當波從一種介質傳播到另外一種不同的介質的時候,當波傳播的介質有不連續處的時候,就會有透射與反射的產生。原本傳播的波,稱為入射波。透過不連續處的波,稱為透射波。沒有透過不連續處,而反向傳播的波,稱為反射波。 在不同的學術界,透射係數有不同的定義。.

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波或波动是扰动或物理信息在空间上传播的一种物理現象,扰动的形式任意,傳遞路徑上的其他介質也作同一形式振動。波的传播速度总是有限的。除了电磁波、引力波(又稱「重力波」)能够在真空中传播外,大部分波如机械波只能在介质中传播。波速與介質的彈性與慣性有關,但與波源的性質無關。.

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波阵面

波陣面(wave surface)简称“波面”,為波在介质中傳播时,经相同时间所到达的各点所連成的直线、曲线(二维内)或面(三维内)。也就是说,它指的是某一时刻波动所达到的各点所连成的曲面。最前方的曲面叫做“波前”(wave front)。波阵面质点的振动情况与机械波的波源初始振动情况相同。由于同一波阵面上各点的振动相位相同,所以波阵面是同相面(即相位差为零)。 W.

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波长

波长是一個物理學的名詞,指在某一固定的頻率裡,沿着波的传播方向、在波的图形中,離平衡位置的「位移」與「時間」皆相同的两个质点之间的最短距离。在物理學,波長普遍使用希臘字母λ來表示。.

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振幅

振幅是在波动或振动中距离平衡位置或静止位置的最大位移。符号A,单位米。振幅屬於標量,振幅永为非負值(≥0)。 在下图中,位移“y”表示波的振幅。 系統振動中最大動態位移,稱為振幅。 概念辨析(振幅≠幅度):.

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惠更斯-菲涅耳原理

惠更斯-菲涅耳原理(Huygens–Fresnel principle)是研究波传播问题的一种分析方法,因荷蘭物理學者克里斯蒂安·惠更斯和法国物理学者奥古斯丁·菲涅耳而命名。這个原理同时适用于远场极限和近场衍射。 惠更斯-菲涅耳原理能夠正確地解釋與計算波的傳播。基爾霍夫衍射公式給衍射提供了一個嚴格的數學基礎,這基礎是建立於波動方程式和格林第二恒等式。從基爾霍夫衍射公式,可以推導出惠更斯-菲涅耳原理。菲涅耳在惠更斯-菲涅耳原理裏憑空提出的假定,在這推導過程中,會自然地表現出來。 舉一個簡單例子來解釋這原理。假设有两个相邻房间A、B,这两个房间之間有一扇敞开的房门。当声音从房间A的角落裏发出时,则处於房间B的人所听到的这声音有如是位於门口的波源传播而来的。對於房间B的人而言,位於门口的空气振动是声音的波源。 光波对於狹縫或孔徑的衍射也可以用這方式處理,但直观上并不明显,因为可见光的波长很短,因此很难观测到这种效应。.

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戴维·里滕豪斯

--(英语:David Rittenhouse,),亦譯--,是18世紀美國的天文學家、發明家、測量學家及数学家。黎頓郝斯曾任美國哲學會的第二任主席,並以製作美國第一架望遠鏡,以及發現金星的大氣而著名。.

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