光學是普物的重要分支,全息術是光學中的一門正在蓬勃發展的分支,它利用相干光干涉得到物體全部資訊。
全息感光片放置在z=0的xy平面上,感光片同時接收參考光和從物點發出的球面波,經顯影處理後製成全息片。
此處需要作一個證明,在全息片後的±1級衍射光分別形成物點的虛像和實像,並求兩像點的位置。
沈奇考慮到球面波在z=0平面內的復振幅,在傍軸條件下,即球心離xy面足夠遠。
這裡可得到一個近似關係:
[(xx0)^2+(yy0)^2+z0^2]≈∣z0∣+(xx0)^2+(yy0)^2/2z0
用原參考光照明上述全息片時,需要經過一輪數學處理,以得到全息片後的復振幅。
……=βA^2Bexp{ik/2d0[(xx0)^2+(yy0)^2]}+……
這耗費了沈奇一定的時間。
真相即將浮出水面,等號右邊第一項是基本上沿照明光方向傳播的所謂“暈輪光”,第二項代表一發散的球面波,第三項為另一級衍射光。
關鍵的是第三項,利用u=sinθ/λ和k=2π/λ,因子exp(i4πux),可進行改寫。
最終沈奇完成證明,得到會聚點即實像點的座標為(x02d0 sinθ,y0,d0)
遲到10分鐘進場,用45分鐘做完這份光學卷子,沈奇檢查一遍之後交卷。
在一群物院大二師兄師姐的注視下,沈奇不作過多停留,交了卷趕緊走人。
實際上沈奇並非第一個交卷的人,有位男生比他更早交卷,早了大約幾分鐘。
沈奇走出教室,發現第一個交卷的男生站在走廊的窗邊。
男生戴著眼鏡,個子挺高,接近一米九,黑衣黑褲黑皮鞋,雙手插褲袋,立的筆直,遠眺並不蔚藍的天空。
“這眼神,這氣質,一看就是個學霸,同道中人。”沈奇對男生作出初步判斷。
忽然,男生扭頭掃了沈奇一眼,說到:“之前沒見過你。”
沈奇:“我叫沈奇。”
男生點點頭,算是打過招呼了,遂繼續觀察霧霾肆虐的天空。
沈奇走到窗邊,物院男生的身旁,和男生一起看天,能見度非常低。
兩人就這麼站著,不言不語,3分鐘過去了。
沈奇終於忍不住了:“師兄,你看到了什麼?”
男生說到:“木星和土星很正常,但天王星的運動軌跡顯的異常。”
大白天的你在看星星?沈奇不露聲色的答到:“天王星不是沿著一個精確的橢圓執行,這可以解釋為,一股幽暗的力吸引著它。”
男生:“不管如何,牛頓定律在太陽系範圍內絕對正確。”
沈奇:“我同意你的觀點,所以海王星被發現了。”
兩位燕大學生的一段對話,實際上重溫了天文史上的一個經典案例。
人們發現天王星並不是沿著橢圓軌道執行,那麼引力定律面臨被推翻的危險。
一位叫勒威耶的物理學家大膽預測,一定存在一顆幽暗而看不見的行星,這個行星在吸引天王星。
不久後,這顆行星被柏林天文臺觀測到。