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為什么小孔成像實(shí)驗(yàn)不會(huì)產(chǎn)生泊松亮斑？

泊松亮斑的原理是光的衍射。使用單色波（比如激光）照射一個(gè)尺度比較小的圓屏或者圓球，可以在圓球后方適當(dāng)距離處在圓球陰影的中心觀察到一個(gè)亮斑，這就是泊松亮斑。觀察到泊松亮斑的最佳圓球尺寸應(yīng)該與單色光波長相當(dāng)（可見光約500納米左右）；實(shí)驗(yàn)上，圓球直徑在一到兩個(gè)毫米時(shí)，仍能觀察到肉眼可見的泊松亮斑。具體計(jì)算可用半波帶法或矢量圖解法進(jìn)行計(jì)算。

泊松亮斑實(shí)驗(yàn)［1］

小孔成像利用的是光的直線傳播。物體表面反射的光通過小孔投到屏上，物體不同位置上的光投到屏上的不同位置，形成倒像。如果光孔過大，物體反射光就會(huì)發(fā)散到屏上形成一個(gè)圓斑，導(dǎo)致像的模糊。

小孔成像示意［3］

然而，如果小孔過小，則衍射效應(yīng)不能忽略（對(duì)就是泊松亮斑的衍射，只不過這里是圓孔衍射），同樣導(dǎo)致光的發(fā)散和像的模糊。同時(shí)考慮這兩個(gè)效應(yīng)，一般認(rèn)為小孔直徑d與反射光波長λ、針孔到屏的距離L的最佳關(guān)系為＝λ，C為比例系數(shù)，不同模型的取值在1.4到2之間［3］。

總而言之，泊松亮斑和小孔成像的主要原理不同，泊松亮斑是圓屏衍射；而小孔成像是光在小孔的限制下直線傳播，同時(shí)有一定的圓孔衍射產(chǎn)生的不利影響。泊松亮斑的形成條件相比小孔成像要嚴(yán)苛得多

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