光的衍射是波动光学核心概念,指光波遇到障碍物或狭缝时,偏离直线传播并绕到几何阴影区的现象,有力证明了光具有波动性。 一、本质:当光波传播中遇到尺寸与波长相近的障碍物(如狭缝、针尖、光栅)时,不同子波源发出的次波发生相干叠加,在空间形成明暗相间的衍射图样。 二、分类 菲涅耳衍射(近场):光源、屏、障碍物至少一个在有限距离,常见于圆孔、直边、菲涅耳波带片。 夫琅禾费衍射(远场):光源、屏均视为在无限远(或通过透镜准直),典型如单缝、双缝、光栅、圆孔衍射。 三、单缝夫琅禾费衍射 中央亮纹最亮最宽,两侧对称分布次级亮纹,亮度迅速衰减。 暗纹条件 a sinθ = mλ (m = ±1, ±2, …) 其中 a 为缝宽,θ 为衍射角,λ 为波长。 中央亮纹角宽度 Δθ ≈ 2λ/a 波长越长或缝宽越小,衍射效应越显著。 四、圆孔衍射与艾里斑 第一暗环角半径θ₁ ≈ 1.22 λ/D D 为孔径。该公式直接决定光学仪器最小分辨角(瑞利判据)。 五、衍射光栅 主极大条件(垂直入射)d sinθ = mλ (m = 0, ±1, ±2, …) d 为光栅常数。 角色散 Dθ = dθ/dλ = m/(d cosθ) 级次越高、光栅越密,色散能力越大。 分辨本领 R = λ/Δλ = Nm (N 为总刻线数)。 六、与干涉的区别与联系 干涉是“有限几束光”的叠加(如双缝两束、薄膜两束)。 衍射是“无限多子波源”的叠加(缝内每一点都是源)。 实际现象中二者常共存:双缝图样 = 单缝衍射包络 + 双缝干涉条纹。




换一换 





































