宋胤彤，张哲伦，李尊祺，刘国超

(北京大学 物理学院，北京 100871)

2020年IYPT的第11题为Drifting speckles[1]. 将激光束照射到黑暗的表面，在斑点内可看到颗粒状的图案. 请解释现象并且研究漂移取决的相关参量. 当通过相机或者人眼观察时，颗粒状的图案在缓慢移动. 本文描述了激光散斑的漂移现象，研究了激光散斑漂移现象的成因，通过理论计算给出散斑漂移速度的依赖因素，并通过实验检验.

1 散斑漂移现象简介

用激光照射墙表面时，直接用人眼或者利用相机可以观测到颗粒状的细小斑点，这些细小斑点(图1中的白色颗粒)即为激光散斑. 图1中散斑呈现白色是相机曝光过度导致的(实验中发现，曝光不足时无法清晰观测到圆斑和散斑，故实际操作时调节曝光使散斑略微过曝)，由人眼观测可以发现散斑仍然为红色. 为方便区分，下文中的散斑指中心圆环内的白色细小颗粒，圆斑指外侧圆形的红色斑点.

图1 利用相机拍摄的激光散斑

当人眼或相机移动时，可以观测到散斑相对于圆斑的运动，这种运动即为本文研究的散斑漂移现象. 通过简单的实验，可以发现人眼或相机垂直于光屏移动时无漂移现象，而平行于光屏移动有散斑漂移现象. 在实验中也可以发现这种运动是和相机的运动同时发生的,因此，可以通过测定相同时间内散斑、圆斑和相机的位移得到三者的速度关系.

2 散斑漂移现象的理论解释

2.1 散斑的形成机理

激光照射在粗糙表面(表面起……