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光的衍射

光的衍射

光的衍射现象 光在传播过程中,遇到障碍物或小孔时,光将偏离直线传播的途径而绕到障碍物后面传播的现象,叫光的衍射。 光的衍射和光的干涉一样证明了光具有波动性。光的衍射公式 若光孔线度越小,光束受限制得越厉害,则衍射范围越加弥漫。理论上表明光孔横向线度ρ与衍射发散角 Δθ之间存在反比关系 ρΔθ≈λ

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1. 光的衍射现象

光在传播过程中,遇到障碍物或小孔时,光将偏离直线传播的途径而绕到障碍物后面传播的现象,叫光的衍射。 光的衍射和光的干涉一样证明了光具有波动性。

2. 光的衍射公式

若光孔线度越小,光束受限制得越厉害,则衍射范围越加弥漫。理论上表明光孔横向线度ρ与衍射发散角

Δθ之间存在反比关系

ρΔθ≈λ。

当光孔线度远远大于光波长λ时,衍射效应很不明显,近似于直线传播。当光孔线度逐渐变小,衍射效应逐渐明 显,在远处便出现亮暗分布的衍射图样。当光孔线度小到可以同光波长相比拟时,衍射效应极为明显,衍射范围弥漫整个视场,过渡为散射情形。

3. 光的衍射原理

光波遇到障碍物以后会或多或少地偏离几何光学传播定律的现象。几何光学表明,光在均匀媒质中按直线定律传播,光在两种媒质的分界面按反射定律和折射定律传播。但是,光是一种电磁波,当一束光通过有孔的屏障以后,其强度可以波及到按直线传播定律所划定的几何阴影区内,也使得几何照明区内出现某些暗斑或暗纹。总之,衍射效应使得障碍物后空间的光强分布既区别于几何光学给出的光强分布,又区别于光波自由传播时的光强分布,衍射光强有了一种重新分布。衍射使得一切几何影界失去了明锐的边缘。意大利物理学家和天文学家F.M.格里马尔迪在17世纪首先精确地描述了光的衍射现象,150年以后,法国物理学家A.-J.菲涅耳于19世纪最早阐明了这一现象。

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