在光影交错间，寻找肉眼可见的波动! | 正经玩
正经玩每周六上午会推送一个好玩的科学实验，可以由家长大朋友带着小朋友在家里动手操作。希望正经玩陪您度过每一个温馨的亲子周末，让小朋友的童年充满知识、爱和陪伴。
引子与先睹为快
最近北大燕园未名湖冰场开放了
好久没滑过冰的小编打算约上小师妹一起
然后小编和小师妹一起来到了未名湖畔
看着湖上很多来来往往的滑冰者
小师妹突然问我说
“前辈，你说未名湖是冬天更美还是夏天更美”
看着眼前的景象，我说
当然是夏天的未名湖更美
风吹着岸边的杨柳，河面上荡漾着波纹
阳光和煦，透过老树繁茂的枝桠
在未名湖边的小路上投下一块块斑驳的荫影
斑驳的荫影？有了
实验室里不是也有斑驳的荫影吗
实验器材与实验过程
实验器材：所标杯、激光笔、铜丝(两种粗细)、光盘、游标卡尺（或小缝）、铁丝网（密一些较好），铁架台
首先我们先把两根不同铜丝悬挂在铁架上
然后把激光笔也固定起来
防止因为人的手抖动让效果不明显
如下图所示
接下来我们就要开始测量头发的直径了
头发？小编想了想然后拿出了实验室的铜丝
然后我们把激光笔的激光对准铜丝
由于我们的细铜丝非常细
不仔细看都找不到它
我们给个特写镜头（傲娇的细铜丝，还有所标杯
然后整个装置就是这个样子的
现在我们来看看后面光斑的细节图吧
可以看到明显的明暗相间的图案
然后我们再对准较粗的铜丝
我们会发现也出现了明暗相间的图案
而且间距明显比上面的小
然后我们就可以根据这个间距大致算出头发的直径
下面我们继续把铜丝换成一个狭缝
这就是历史上著名的单缝衍射实验
然后我们用0.2mm、0.31mm和0.42mm的狭缝
然后结果如下
狭缝越大间距越小
如果我们把铜丝、狭缝换成铁丝网呢
我们就可以得到这样的图片
转动铁丝网就可以得到转动的图案
这些实验全都是用透射来得到明暗相间图像的
那我们有办法用反射的办法来得到吗
这就是光盘的用途了
我们将激光从大角度掠射到光盘上
然后我们就可以在墙上看到这样的图案
也可以看到明暗相间的干涉图案
原理解说
我们知道光子具有波粒二象性
今天的这些实验全都可以体现光的波动性
前几个实验都是光的衍射现象
光在传播过程中如果遇到障碍物或小孔
光将偏离直线传播而绕到障碍物后面
如果换成铁丝网我们看到更复杂的图案
这个就是周期性微结构对光的调制导致的
如果我们在微观层面上精心设计这种周期性微结构
我们就得到了“光子晶体”
光子晶体是指是由不同折射率的介质周期性排列而成的人工微结构
这与固体材料有一定的相似性
光子的能量形成类似电子的能带结构，可以出现光子带隙
所具能量处在光子带隙内的光子不能在该晶体中传播
这也使得人们有希望掌握操纵和控制光子的方法
而最后一个实验是干涉现象
DVD的盘面有很多微型的坑道
如果用激光照在上面
就会因为坑道而产生干涉现象
反射光就会出现漂亮的干涉图案
然后小师妹就自己一个人去滑冰去了
几天都没理我
我在想我做错了什么？
这时外面响起了
“最美的不是下雨天，是曾与你躲过雨的屋檐”
小编突然想到正确答案：
只要有你，未名湖都美
上期回顾
01-夏日微风的实验分享如下：
02-Gcy的实验分享如下：
03-四火的实验分享如下：
04-廖鑫的实验分享如下：
05-玉霖的实验分享如下：
06-德与岩的实验分享如下：
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