一、说明
在本页中，我将尝试引导您了解光背后的基础知识。光是粒子还是波？ 衍射是与光传播偏差相关的现象的通用名称，与几何光学预测的偏差（即光的直线传播）有关，它揭示了光的性质波而不是微粒物质。
图1：海滩带回美好的回忆，不是吗？看看那些美丽的波浪...在那里游泳会超现实！链接
二、波现象理论
对所有类型的波都观察到衍射现象。我们很少在日常生活中观察到光的衍射。尽管如此，声波的衍射是难以避免的;声音绕过相对较大的障碍物，例如客厅中的人、树木和家具。声和光衍射之间的这种差异是由于各自长度波之间的差异。声音的波长约为1 m，而可见光的波长约为500 nm。
图1：声光传播
几个世纪以来，科学家们一直在争论这个问题。波粒二象性。
荷兰物理学家克里斯蒂安·惠更斯（Christiaan Huygens，1629-1695）是最早将光的波动理论系统化的人之一，这与同时代的英国人艾萨克·牛顿（Isaac Newton，1642-1727）相反，后者认为理论的辩护纯粹是微粒。
光的微粒理论基于古代希腊原子论的思想，描述了光由称为“微粒”的离散粒子组成，它描述了直线上的轨迹，速度有限。
波理论指出，光是一种波，就像声音传播一样。该波模型基于托马斯·杨（Thomas Young，1773-1829 年）的著名实验，称为双缝设置，于 1801 年进行，涉及光的衍射和干涉现象，是本研究的对象。
想想海港墙。如果你有一堵海港墙，海浪正在涌来，就像这里一样：
图2：看波长与光圈几乎相同。衍射与波长有关，这是肯定的！图像来自衍射 — IG 和 A 级物理和化学在边缘周围传播的波
墙壁将阻止很多波前，但是当它们穿过孔径时，波浪不仅会像小波一样在这里继续，而且不会像照片2那样扩散开来。这就是我们所说的衍射，当波穿过间隙或围绕物体时，它们衍射将填充波没有的空白空间。这太不可思议了\o/
提示：请参阅开放大学 OpenLearn 的这些视频系列：波的特性 — 探索波浪运动 （1/5）
三、波浪属性
振幅→人类对振幅的感知=响度或音量;
波长 → λ { \lambda };
频率→人类对频率=音高（我猜是葡萄牙语中的compasso）或振动。
图2：波浪特性
四、什么是音量和音高？
音量是衡量某物声音响亮或柔和程度的指标，与振动强度（振幅相关）有关。音高是衡量某物声音的高低的量度，与产生声音的振动速度（频率相关）有关。声音是由振动（来回运动）引起的。
4.1 基本方程 4 波传播
Fig. 3: Fundamental equation; please see this link
Photo 2: A beautiful basin formed by the math of waves :) link
google harbour wall waves diffraction and you’ll see a lot of mind-boggling examples; try it now!
An this diffraction is related with the wavelength. Look…
图4：衍射孔径依赖性。
如您所见，狭窄的间隙往往会衍射更多，对吧？
声音像波一样衍射。太厉害了！
请记住，衍射与波长有关（照片2）。当孔径的尺寸与波的宽度（振幅）具有相同的比例时，我们就可以感知到这种现象。在我们的日常生活中，我们没有这种特权，因为障碍物的尺寸远大于光波的尺寸。看，只是关于光，而不是关于声音，很容易衍射（图1）。
托马斯·杨 - 双缝设置（1801）指出这是光的行为。这就解释了为什么墙后的人可以在大厅的黑暗面听到追兵的脚步声（图1）。
图5：托马斯·杨双缝实验（1801年）。事实上，用很少的资源可以取得很多成就......https://youtu.be/Iuv6hY6zsd0
单色光意味着一个波长，恒定的相位差。现在使用激光代替蜡烛，这就是我们通常使用红光和红光获得相同效果的方式。
图6：数学迷惑杨
如果路径差是半个波长，这意味着波实际上到达π弧度或180度异相，它们不会建设性地干扰它们破坏性地干扰;它们相互抵消，我们最终得到一个黑点。
存在建设性干涉，因为光线以相位到达;然而，如果路径差是波长的倍半，那么这意味着波将偏离相位 Pi 弧度 180 度，这意味着你最终会受到破坏性干扰，所以这就是你得到一个暗条纹的时候。这就是您在上面的图 5 中看到的模式（边缘）。
建设性的干扰你最终会得到一个明亮的边缘;深色条纹是因为破坏性干涉。
图 7： 单缝衍射图
单个狭缝的衍射导致干涉中心最大值非常强烈，与其他条纹相比非常明亮，而且它的宽度也是条纹宽度的两倍（图7）。
图8：双缝衍射图;看到公式与上一个不同...
现在关于年轻的双缝设置，观察到中心波更薄，边缘更靠近（图8）。
衍射光栅（此处未显示）与杨氏双缝不同，而不是像那样只有两个狭缝，相反，我们得到了很多非常非常小的狭缝，当光通过它时，我们会发生很多很多衍射，然后衍射偏转，这是我们不能使用的地方。
4.2 虚拟模拟器 — 阿尔盖泰克 — 巴西
从现在开始，我们将使用Algetec模拟器，这是一个模拟真实环境的虚拟实验室，允许学生足不出户进行实验。对传统物理实验室具有高度保真度的复制品。
图9：红色激光实验 — Algetec 虚拟实验室模拟器概述 — ALGETEC 以非凡的方式
增强了全球学生在虚拟实验室中的体验。这是一家位于巴西阿雷格里港（RS）的巴西公司
。学习是有保证的！
对于所有实验，我们将遵循以下虚拟实验室程序：
1 — 打开激光;
图 10：打开和关闭激光 — 将光标放在激光上，然后用鼠标左键单击。每次单击都切换状态。
2 — 选择发射器光波长：
图 11： 选择激光器 — 将光标放在激光器上，
右键单击并选择所需的发射
3 —更改衍射网格距离 — 光束光的障碍物;
图 12： 选择其中一个槽距离：或单 （60 μm ） 或 3 双 （30， 40， 50 μm）;见计算在下面： ）
4 — 关闭实验室灯;
图 13： 通过单击开/关灯关闭环境光
5 — 检查坡度和屏幕之间的间隙距离;
图 14： 要知道屏幕和插槽之间的距离，请使用“Anteparo”选项 — 将有两个选项可用：“双缝”和“熨平板” — 通过单击黄色箭头进行调整，以便差异
6 — 查看形成的边缘;
图 15： 要查看形成的条纹，请访问“Franjas”选项
图 16：放大刻度，点击“放大 Escala — 放大刻度”，您将能够获得更好的视图，从第一个高阶和低阶的详细情况，包括正数和负数，如图所示（请注意，刻度以厘米为单位）
7 — 确定相应光的波长;
图 17：参考谷歌文章https://docs.google.com/document/d/e/2PACX-1vQVZetNWC2DJCNHh8Kc_c2KchRk-Dz3VM8CxJnaGEAzEY3HH6BGCxt8C0KEuZ6WvuSgJwacrrYJIN-j/pub
图18：尽管文献中的红色激光测量值为632.8 nm，但获取的测量值为679时，误差约为7%（<>%）。不错，是吗？
8 — 实验 nº2 至 nº5 — 确定其他颜色的波长：橙色、黄色、绿色和蓝色事件 — 插槽选项“Fio de Cabelo” [头发线];
图 19：在文献中，橙色激光的尺寸为 605 nm。我们找到了 599;误差为 1%（<>%）。
图 20：黄光范围从 561 nm（黄绿色）到 586 nm（黄橙色），但氧合血红蛋白吸收的最大峰值集中在 577 nm（纯黄色）。577 nm 纯黄色波长比 532 nm、561 nm 或 586 nm 波长有几个优点。
绿色激光为532nm;误差小于 <>%。非常好！
图 21：绿色激光 = 532nm — 标准激光二极管首先产生波长为 808nm 的近红外光。这聚焦在钕晶体上，钕晶体将光转换为波长为 1064nm 的红外线。在最后一步中，光进入倍频晶体，该晶体发出波长为532nm的绿光 - 532 nm激光器是最古老和最成熟的二极管泵浦固态激光器（DPSSL）之一。它彻底改变了激光界，全固态（而不是气体增益介质）激光器的想法变成了潜在的商业现实。
蓝色激光在 400 nm 到 500 nm 之间。
图 22： 在 400 nm 和 500 nm 之间 — 什么是蓝色激光？蓝色激光是一种发射波长范围在 400 nm 到 500 nm 之间的光束的装置，人眼可见为紫色或蓝色。产生的光束在时间上是相干的，并且可以很好地准直，这使得它在工业和科学中具有许多应用。
9 — 从现在开始（实验 nº6 到 nº10），我们将修改狭缝尺寸 — 第一个红色激光：
图 24： 将 DUPLA FENDA [双分体] 更改为 250 mm 位置，使 FENDA [插槽] 和 ANTEPARO [屏幕] 之间的差异为 320 mm
图 25： 我们想发现芬达杜普拉 I [双缝 I] 的距离是多少
图 26： 更换双插槽 （杜普拉芬达 I）
这些记忆计算适用于以下所有实验nº6至nº10：
五、结论
使用模拟器的潜力，如这项工作中展示的Algetec模拟器，在现代教育中具有巨大的潜在用途。我们希望这项工作，以更大的谨慎和技术严谨性进行，可以为物理光学和世界的计算机工程师提供指南。就是这样！再见！
