怎樣理解光線的分支現象？

1樓：

挺有趣的工作，但是談不上新的物理。

在定性分析之前，先列舉幾個知識點：

得到「分支流」需要相干光源，這裡是雷射。相干光源之所以相干是因為相干長度比較大。

出射的雷射因為介質發生散射，從而一部分能量被人眼（或相機）看到。所以我們能看到光在介質中是如何傳播的。

肥皂泡會發生薄膜干涉，因為折射率的微小變化。但折射率的變化不是完全隨機的，而是在小尺度上平滑、大尺度上隨機。這個隨機的程度可以用另乙個相干長度來描述。

類似的隨機現象在天文中也存在，比如大氣湍流，相干長度已經有公式描述了。

這篇工作主要講，在肥皂泡中射入雷射，會觀察到類似「分支流」的現象。根據之前列舉的知識點，這個現象可以用路徑積分很好地解釋：

而當薄膜相干長度比較小而在波長乙個數量級左右時，只有一部分路徑是「非常相干」的，這些相干路徑與小尺度上的折射率變化有關。由於路徑積分只對這部分路徑求和（因為其他隨機路徑的和為零貢獻），從而形成了文章裡的「分支流」現象。

當相干長度比波長還小一些時，會形成所謂的雷射散斑。這是由於光程非常隨機，路徑無法再以直線自由傳播一段距離後再干涉。

2樓：涼意

簡言之，其實就如同水流的分支現象，這些肥皂泡薄膜就相當於溪流中的小石子，從而造出這些分支。溪流中的水流由於衝擊形狀光滑度等等外形不一的小石子，導致往不同方向折去。肥皂泡薄膜無序折射率則充當了這些形狀不一的小石子。

3樓：不安

我覺得光還是沿直線行走的，這一點毫無疑問。為什麼會有分支現象，應該是光線在穿過介質的時候，被阻礙，折射改變了方向，因為介質面為曲面，微觀放大後，再通過介質去觀察，就出現了所謂的光的分支，說白了就是光的反射。