请勿插楼，大家可以在楼中楼讨论

Background:
首先科普以下背景，时间过的比较久了，所以很多人已经记不得了，这里借用之前零度君贴里的图片说明一下
大体上就是灵魂保卫者让光线通过V型缝隙后，发现在屏幕距离缝隙很近时衍射斑呈现上窄下宽的条纹（今后称为正条纹），距离拉远到一定程度后，发生条纹反转，变得上宽下窄（今后称为反转条纹）。


灵魂保卫者认为按照官科的经典公式：Δθ =λ/a，其中a为缝隙宽度，当缝宽变小时条纹应该变宽，对应上图中的正条纹。而反转条纹的出现意味着官科理论的失败。
零度君委托绮梦璇做的实验表明，灵魂保卫者的所述的实验现象并不能100%重复。在实验使用的两个激光笔中，一只出现了类似的情况，另一支始终无法出现所谓的条纹反转。
零度君认为导致这种现象的原因时光源的问题，基于光斑自身艾里斑的情况，零度君推测了只有当艾里斑足够小时才能产生反转现象。零度君进行了两个平行实验，一是将光通过一个凹透镜发散，则反转现象消失；二是将光通过小孔，用新的艾里斑代替原来的艾里斑，在合适的条件下原来不能产生反转的激光笔也产生了反转。
灵魂保卫者认为这种现象与光源的发散或汇聚有关，他认为只有汇聚光才能产生反转（他将这个机理称为“变焦衍射”）。并给出了一个用几何光学解释该现象的光路图：

Question:
各位对灵魂保卫者的变焦衍射理论提出如下几点质疑：
1. 汇聚光通过缝隙衍射后还是汇聚光吗？（按照灵魂保卫者的理论，必须是）
2. 按照变焦衍射理论，条纹不仅应该上下反转，左右也应该反转。但是V型缝隙不可能是完全对称的，而实验中从未观察到左右反转现象。
3. 按照变焦衍射理论，当荧光屏在焦点时不应该存在衍射斑，与实际实验相矛盾。

貌似吞楼了，重发以下上两层：
Question 2：
绮梦璇发现，使用凹透镜改变光发散角度（焦距）后，衍射条纹除了中央明纹外并未有宽度变化，这与变焦衍射理论相矛盾。
Question 3：
绮梦璇确认了灵魂保卫者一口咬定是汇聚光的绿色激光笔（能发生反转的那支）是发散光。
其他杂七杂八的解释，比如大钊19731的所谓边缘发散中间汇聚这种明显违背物理规则的事情就懒得提了。

那我们今天主要依次解决几个问题：
1. 对于普通单缝衍射，当光源焦距变化时，衍射条纹宽度怎么变。
2. 对于理想点光源，通过V型缝隙后，衍射条纹到底与焦距（汇聚与否）有什么关系
3. 什么原因导致的条纹反转
4. 是否仅有汇聚光才能发生条纹反转

0 模型的建立
零度君之前就说过，对于非平行光来说（点光源不是平行光哈），使用夫琅禾费衍射仅仅是一种近似，很多问题需要使用菲涅尔光学来解决。
这次我们使用 菲涅尔-基尔霍夫衍射公式，就是下面这个

由于我们不是来科普基尔霍夫衍射公式的，所以这个公式什么意思，怎么推到的请去百度，零度君不义务解答这种初级问题。
但是即使有了基尔霍夫衍射公式，我们直接拿来用还是很困难的，因为这家伙是一个积分公式。所以我们最终采用了蒙特卡洛法（即，有限元法）来进行研究。

今天这贴吧太坑了，怎么总吞楼

补一下8楼

1 对于普通单缝衍射，当光源焦距变化时，衍射条纹宽度怎么变。
这个模拟很简单，毕竟是一个二维模拟。主要变量的定义如下，焦距f表示等效点光源距离缝隙的距离，缝隙宽度为2d，缝隙到屏幕距离为Z

1.1 模拟结果：横坐标为x距离，这里只是一个相对量，当Z=1m时整个x轴宽度为15mm，以此按比例计算。纵坐标为相对强度，这个强度相当于你直接去拿眼睛看入射光，不是反射的强度。
这里需要说明以下，衍射强度我都进行了一次开平方处理，不然强弱比太大看起来不方便。
f=2000mm

f=1000mm

f=500mm

f=200mm

显然，明眼人都能看出来，各级条纹略有变化但是变化要远小于变焦衍射的变化。
比如说f=2000mm和500mm对比：如果按照变焦衍射的推理，条纹宽度会扩大四倍，这不仅与实验结果相违背，也与基于基尔霍夫衍射公式的波动理论完全不相容。

2.1 理想点光源下，V型缝隙的衍射状况
模拟使用的缝隙宽度最小是200微米，最大400微米，向上开口。宽度和之前所述的规律一致。
当f=1000mm时，光呈现非常明显的正条纹，距离Z增大到一定程度后条纹几乎不可辨认，但从条纹形状来看都是正条纹。

固定Z=1m，f从1000减小到100的过程中正条纹的倾向更加明显

2.2 那么，问题来了，换成汇聚光会怎么样？
点光源只能是发散光，如果我们仍然坚持理想光源模型，只能这么假定，理想光源经过一个透镜重新汇聚。所以还需要引入一个理想透镜的位置。
大体上是这样的，此时f表示的是汇聚光骄傲点与V缝的距离。

固定f1，调整f即可得到各种角度的汇聚光。从模拟结果来看，固定f为1000mm，Z从5到0.1（跨过焦点），仍然没有任何反转条纹出现的征兆

改变以下f值，结果仍然没有不同。这充分说明单纯的汇聚光根本不是导致条纹反转的原因。