衍射
波在传播途中遇到障碍物在其不透明边缘发生扩散或发散的现象
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衍射(
英语
:diffraction)
[1]
,又称绕射,指的是波在传播过程中遇到障碍物后传播方向会发生改变,波能绕过障碍物的边缘继续前进。
[2]
在狭缝的中部,波还保持原来的传播方向,在狭缝的边缘,波面弯曲,波改变了传播方向,绕过障碍物向前传播。衍射现象是波动的特征之一。
[9]
在
经典物理学
中,衍射现象由惠更斯-菲涅尔原理描述,该原理将传播
波阵面
中的每个点视为单个球形小波的集合。如果有多个紧密间隔的狭缝/孔隙(例如衍射光栅),就会产生强度不同的复杂图案。相关研究包括单缝衍射、双缝衍射、衍射光栅等。通过
量子力学
的研究,
原子
尺度的实际物体也会表现出衍射现象。衍射的形式论还可以用来描述有限波(量度为有限尺寸的波)在
自由空间
的传播情况。在适当情况下,任何波都具有衍射性质。如果障碍物具有多个密集分布的孔径,就会造成较为复杂的衍射强度分布图样。这是因为波的不同部分以不同的路径传播到观察者的位置,发生波叠加而产生的现象。
[3]
1655 年,
意大利
波仑亚大学的数学教授弗朗西斯科·格里马第(
英语
:Francesco Grimaldi)把光线会绕过障碍物边缘的现象称为“衍射”。
[7]
法国
物理学家和铁路工程师
菲涅耳
(
英语
:Fresnel)专注于光的衍射现象的研究。他把
惠更斯
原理中包络面作图法同杨氏干涉原理相结合,建立了分析光的衍射现象的基本理论,这就是著名的惠更斯一菲涅耳原理。
[10]
衍射主要应用在工程测量、
全息照相
、X射线衍射等。
[4]
[5]
[6]
研究历史