第三章 标量衍射理论基础.pdf

衍射：波在传播过程中遇到障碍物而偏离几何路径 传播（进入几何阴影区）的现象。 1、机械波的衍射 不沿直线传播而绕过障碍物，沿各方向绕射的现 象。如声波、水波的衍射。 2、电磁波的衍射 不沿直线传播而绕过障碍物，继续传播的现象。 如无线电波（电视、广播）的衍射。 3、光波的衍射 E 直线传播 E A 细 丝 a S S ● 宽 b B 衍射 缝 E 衍射 A a 窄 a S b B b 光绕过障碍物的边缘，偏离直线传播而进入 几何阴影区，并在屏上出现光强不均匀分布 的现象称为光的衍射。 衍射条件 1.衍射与干涉一般是同时存在的 共同本质 形式上区别 当障碍物线度与光波波长可以比拟时，才能发生衍射 2.衍射是一切波动固有的特性 障碍物限度与λ的比 现象。 3.引起衍射的障碍物可分为 衍射与直线传播的内在联系 振幅型— 孔、缝 可见光波长在390nm～760nm范围内，常见的障碍物 位相型— 光学厚度nh不均匀的玻璃板 线度均远大于它，因而，光波通常显示出直线传播性 质；一旦遇到线度与波长有相同或更小数量级的障碍 只要以某种方式使光的波前或位相发生变化 — 引 物，衍射现象就会明显地显示出来。 入空间不均匀性,这种不均匀性的特征限度与λ在 一定范围。 对光而言，衍射是绝对的，直线传 播是相对的；直线传播仅是衍射的 4.若λ/a 趋于零→衍射现象消失—几何光学是λ/a 趋于 一种近似。 零的极限情况。 惠更斯原理 • 格里马耳迪 (F.M.Grimaldi)1665年首先报道和描述了 衍射现象。他当时用来观察光衍射的装置由光源发出 为了解释光的衍射现象，作为最初迈出的一步，光的波 的光照射到一个不透明的屏所开的孔径上，在孔径后 动说的创始人惠更斯1678年在他的《论光》一书中提出 方用一个平面屏来观察经孔径透射的光在它上面分布