Revisiting the double-slit experiment of light: from wave theory to pulse theory

抽象的: 由于这些实验仅依赖于基本的几何光学原理,因此具备高中物理基础的读者即可理解,无需专业知识或权威解读即可独立进行实验复现和批判性评估。双缝实验长期以来被视为光的波动性和光学干涉的奠基性演示。经典解释认为,明暗条纹的形成是由于相干光波穿过两个孔径时产生的相位差造成的。然而,尽管双缝实验在光学教育和理论中占据核心地位,但在严格控制的实验室条件之外,普通光学系统中很少能观察到可重复的干涉图样。 本文基于直接实验观察和狭缝几何结构分析,对双缝实验进行了系统的重新审视。结果表明,观察到的干涉条纹并非由波的干涉引起,而是由狭缝垂直壁的衍射、反射和散射效应所致。强度分布和条纹结构与狭缝的材料特性和几何构型密切相关,这与干涉条纹与狭缝孔径物理结构无关的假设相悖。 基于这些发现,本文提出了一种新的概念框架,将光描述为一系列离散脉冲而非连续波。在这种基于脉冲的解释中,重叠的光学响应会导致能量增强,而无需引入相消干涉。该框架为难以用传统波干涉模型解释的实验观测结果提供了一个物理上一致的解释。 本手稿为作者发布的预印本,已在多个开放获取平台上独立存档,以确保透明度、优先权和长期可访问性。此前已提交至 Optica Open Preprints(DOI:10.1364/opticaopen.27255981)。公开可访问的存档版本可在 OSF Preprints 上找到(DOI:10.31219/osf.io/wkpyv_v1)。目前,该记录保存在 Zenodo(DOI:10.5281/zenodo.18287439)上,作为一个稳定、可引用的长期存储库。 关于Optica开放预印本记录访问的说明: 本文的早期版本已提交至 Optica Open Preprints(DOI:10.1364/opticaopen.27255981)。截至撰写本文时,通讯作者由于 403(禁止访问)访问限制,无法访问该预印本记录或相关 PDF 文件,即使以提交作者身份登录也无法访问。我们已向该平台发送了澄清请求。因此,本文记录在此保留,以确保学术记录的持续可访问性和透明度。