主题：【讨论】关于STXM的问题

原文由 iamikaruk 发表:
如果拿一束激光去照一个“宏观”点阵（大于其波长），应该也会产生相干衍射。

前面说的可见光并不是说白光，对可见光波段的激光一样适用。

我之前讨论的是相干衍射是否在任意入射角的情况下发生的可能性。相干电磁波在大于其波长的点阵中发生相干衍射只会在满足布拉格方程的角度发生，这就是我前面说的相对人工或自然镜面结构的特征尺寸，长波电磁波和短波电磁波的差异之处。

原文由 iamikaruk 发表:
微波那个是利用利用金属对某特定波长电磁波的强烈损失原理？

不是特定波长的特征吸收。试想如果强烈吸收，外壁能不发烫？
实际上125mm波长以上的电波均不会透过它。

原文由 handsomeland 发表:

原文由 iamikaruk 发表:
如果拿一束激光去照一个“宏观”点阵（大于其波长），应该也会产生相干衍射。

前面说的可见光并不是说白光，对可见光波段的激光一样适用。

我之前讨论的是相干衍射是否在任意入射角的情况下发生的可能性。相干电磁波在大于其波长的点阵中发生相干衍射只会在满足布拉格方程的角度发生，这就是我前面说的相对人工或自然镜面结构的特征尺寸，长波电磁波和短波电磁波的差异之处。

原文由 iamikaruk 发表:
微波那个是利用利用金属对某特定波长电磁波的强烈损失原理？

不是特定波长的特征吸收。试想如果强烈吸收，外壁能不发烫？
实际上125mm波长以上的电波均不会透过它。

对，所以我认为大于其波长的点阵也可以让相干可见光波段的电磁波发生衍射。另外就是我提到能量的问题，如果x-ray与外壳层作用很强，其相干性是很差的。
我想我的表述有些问题，我的意思是如果微波能够进入这种金属将会得到一个虚数的传递过程，因此基本不可能发生
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update一下，根据Snell's law，我猜测是有两个波矢，其中透射波矢具有虚部，因此产生很快的衰减而基本无法透射。

原文由 iamikaruk 发表:
根据Snell's law，我猜测是有两个波矢，其中透射波矢具有虚部，因此产生很快的衰减而基本无法透射。

这个问题实际上已经脱离本帖的主题，不过如果大家不介意，我也愿意奉陪离一下题。:)
历史上，Snell是研究经典的折射率问题而著称，即折射率和入射角a1/折射角a2关系的，n21=sin(a1)/sin(a2)，在计算光密介质到光疏介质以大于一定入射角传播时反射系数和折射系数变成复数，不知道你提到的Snell's law是不是指这个。
Snell之后的很长一段时间人们也和你一样不太理解复数透射意味着什么--尽管人们用全反射来概括它，不过Goos和Haenchen在1947年用一组漂亮的实验揭示了其中的物理：复数透射意味着透射波并没有消失，而是作为了反射波的一部分！
ref: Ann. d. Phys., 436(7-8), 333-46(1947)，（电子全文因为有些大，我就不传了，wiley上有 http://www3.interscience.wiley.com/journal/112508153/abstract ）不懂德语的话直接看其中图7(Abb. 7)即可。

此外，Snell/Fresnel对电磁波在界面上反射和透射的角度/强度的模型还有几个前提需要注意，比如：
1、TEM,不是透射电镜，而是平面波的意思，这没什么好说的；
2、双介质单界面，这个容易被人忽视，实际应用中在很多情况是"空气-介质-空气"，这个复杂很多，我的能力尚只能对垂直入射、无损耗的情形算出出严格解及图像，不管怎样在这个双界面情形中这些模型不能直接被使用，而必须考虑介质的厚度，否则可能会得出错误结论。事实上我在前面的讨论也是基于介质足够厚的前提(以便简单套用单界面图像)，但我必须指出在这个前提不符合的情况下，我在前面的表述有些地方需要修正。

//补充：考虑到很多朋友没有wiley的权限，我在后面楼层又传了全反射物理揭示的文献，这个链接非仪器网注册用户亦可以匿名下载：
Ein neuer und fundamentaler Versuch zur Totalreflexion---AnnDerPhys.pdf

原文由 handsomeland 发表:

原文由 iamikaruk 发表:
根据Snell's law，我猜测是有两个波矢，其中透射波矢具有虚部，因此产生很快的衰减而基本无法透射。

这个问题实际上已经脱离本帖的主题，不过如果大家不介意，我也愿意奉陪离一下题。:)
历史上，Snell是研究经典的折射率问题而著称，即折射率和入射角a1/折射角a2关系的，n21=sin(a1)/sin(a2)，在计算光密介质到光疏介质以大于一定入射角传播时反射系数和折射系数变成复数，不知道你提到的Snell's law是不是指这个。
Snell之后的很长一段时间人们也和你一样不太理解复数透射意味着什么--尽管人们用全反射来概括它，不过Goos和Haenchen在1947年用一组漂亮的实验揭示了其中的物理：复数透射意味着透射波并没有消失，而是作为了反射波的一部分！
ref: Ann. d. Phys., 436(7-8), 333-46(1947)，（电子全文因为有些大，我就不传了，wiley上有 http://www3.interscience.wiley.com/journal/112508153/abstract ）不懂德语的话直接看其中图7(Abb. 7)即可。

此外，Snell/Fresnel对电磁波在界面上反射和透射的角度/强度的模型还有几个前提需要注意，比如：
1、TEM,不是透射电镜，而是平面波的意思，这没什么好说的；
2、双介质单界面，这个容易被人忽视，实际应用中在很多情况是"空气-介质-空气"，这个复杂很多，我的能力尚只能对垂直入射、无损耗的情形算出出严格解及图像，不管怎样在这个双界面情形中这些模型不能直接被使用，而必须考虑介质的厚度，否则可能会得出错误结论。事实上我在前面的讨论也是基于介质足够厚的前提(以便简单套用单界面图像)，但我必须指出在这个前提不符合的情况下，我在前面的表述有些地方需要修正。

对，就是这个Snell's law，可惜那篇文献看不了。所以问题就是那个虚数代表的是无法传递，还是迅速衰减。
双界面的前提的确是必要的，不过这让我想起XRR，这是很好计算的，而且已经获得很广泛的运用，包括界面粗糙等情况，现在只要将其中的衬底换成空气就可以求解不同角度下的反射

原文由 iamikaruk 发表:
对，就是这个Snell's law，可惜那篇文献看不了。

你单位没有wiley权限？仪器网最近遭到黑客攻击特别慢，我试传一下吧，见后面附件。
重申一下：虚数透射不代表衰减。按照这篇文章的观点，是透射过界面之后透射光以快于光速的速度折回到入射介质，这个"透射"光束和正常的反射光束几乎重合，只有一个非常小的位移--没有特别的实验装置很难观测到。

Ein neuer und fundamentaler Versuch zur Totalreflexion---AnnDerPhys.pdf

就上面为什么不是衰减的观点补充一下，从能量角度，这个过程中电磁波的能量只是分解成两个部分继续传播，而没有转化成热能等耗散掉(通常衰减的能量转换过程)。

原文由 handsomeland 发表:

原文由 iamikaruk 发表:
对，就是这个Snell's law，可惜那篇文献看不了。

你单位没有wiley权限？仪器网最近遭到黑客攻击特别慢，我试传一下吧，见后面附件。
重申一下：虚数透射不代表衰减。按照这篇文章的观点，是透射过界面之后透射光以快于光速的速度折回到入射介质，这个"透射"光束和正常的反射光束几乎重合，只有一个非常小的位移--没有特别的实验装置很难观测到。

Ein neuer und fundamentaler Versuch zur Totalreflexion---AnnDerPhys.pdf

普物里学的那点电磁学基本快丢光了，不过这个倒是帮我回忆起来了那些东西。课本里是这么解释的。微波炉的金属网利用的不是吸收，而是反射。金属网对于超红外的电磁波，作用就象玻璃对于可见光一样，可以很有效地反射。大型电器周围用铁丝网屏蔽就是这个道理。那时候是完全从电学角度解释的，如果学了衍射，从多个角度理解一下，肯定就大彻大悟了。

原文由 handsomeland 发表:

原文由 iamikaruk 发表:
对，就是这个Snell's law，可惜那篇文献看不了。

你单位没有wiley权限？仪器网最近遭到黑客攻击特别慢，我试传一下吧，见后面附件。
重申一下：虚数透射不代表衰减。按照这篇文章的观点，是透射过界面之后透射光以快于光速的速度折回到入射介质，这个"透射"光束和正常的反射光束几乎重合，只有一个非常小的位移--没有特别的实验装置很难观测到。

Ein neuer und fundamentaler Versuch zur Totalreflexion---AnnDerPhys.pdf

有，不过没有那么老的。我看了一下文章，不过似乎是纯粹几何光学，可能我看的不仔细。按照我以前的理解，在物理光学中处理平面波用exp(-ikr)，如果k是个虚数，就变成衰减了。
文章里面有说超光速吗？看不懂德文⋯⋯我挺好奇当时已经有超光速的概念了？不过挺奇怪的，只有相速度能够超光速，而群速度仍然是低于光速的，莫非透射和反射是两相？没玩过电动力学不知道。

晕，虚部，超光速这些都是比较深的物理概念了，俺看的云里雾里。

在一楼的STXM装置图里，波带板并不是反光作用，而是透光，比较理想的全角度宽波段X光反射材料貌似还没有。波带板上，相邻环到像点的距离差为波长的整数倍，一个波带板可有N个焦点。欧洲有人提出送一个巨大的波带板进太空当做光学透镜用，以提供比哈勃更清晰的图像--波带板加工方便啊。

原文由 shxie 发表:

原文由 linshiafeng 发表:
菲涅尔波带片应该是用于X射线的聚焦，由一系列同心圆环组成，一个透光一个不透光，间距为波长的一半。

看了一下资料，是不是这样，波带片是对X射线反射，那么这个环的切面并不是垂直波带片，而是齿轮，对X光反射。