| 词条 | 衍射 |
| 释义 | § 现象 衍射图样 波在传播时，若被一个大小接近于或小于波长的物体阻挡，就绕过这个物体，继续进行；若通过一个大小近于或小于波长的孔，则以孔为中心，形成环形波向前传播。衍射现象可以用惠更斯原理解释。[1] § 历史 最早发现衍射现象的是意大利物理学家格里马地，他在1665年观察光线通过圆孔后的强弱分布，发现光的分布没有截然的边界，不能用当时通行的光的微粒说来解释。 荷兰物理学家惠更斯在1678年发明惠更斯原理用波动说解释衍射。 1882年德国物理学家古斯塔夫·基尔霍夫用积分定理建立衍射理论。 § 原理 菲涅尔衍射 惠更斯提出，媒质上波阵面上的各点，都可以看成是发射子波的波源，其后任意时刻这些子波的包迹，就是该时刻新的波阵面。惠更斯－菲涅尔原理能定性地描述衍射现象中光的传播问题。 菲涅尔充实了惠更斯原理，他提出波前上每个面元都可视为子波的波源，在空间某点P的振动是所有这些子波在该点产生的相干振动的叠加，称为惠更斯－菲涅尔原理。[1] § 类型 1）菲涅尔衍射：光源和观察点距障碍物为有限远的衍射称为菲涅尔衍射。 2）夫琅和费衍射：光源和观察点距障碍物为无限远，即平行光的衍射为夫琅和费衍射。 3）光的衍射：光在传播路径中，遇到不透明或透明的障碍物，绕过障碍物，产生偏离直线传播的现象称为光的衍射 4）波的衍射：波的衍射亦称波的“绕射”、是波的重要特性之一。是指波在传播过程中，遇到障碍物或缝隙时传播方向发生变化的现象。[1] § 夫琅和费衍射 单缝衍射 用半波带法处理衍射问题，可以避免复杂的计算，缺点是精确度不够。 把单缝处的波面分割成等宽的平行窄带，是分得的相邻两条窄带上的对应点发出的沿θ方向的子波光线的光程差为λ/2，则这样分得的窄带称为半波带，提醒注意：分割的是波面。 单色光垂直入射，当单缝恰好被分成了偶数歌半波带，即单缝上下边缘衍射角为θ的两条子波光线的光程差Δ＝asinθ 等于半波长的偶数倍。在该点出现光极小。 当单缝恰好分成奇数个半波带，Δ＝asinθ半波长的奇数倍。此方向上偶数个半波带相干抵消，剩下一个半波带未被抵消，在该点产生“次最大”。可见，波面被分成的半波带数越多，每个半波带的面积也就越小，对该点光强贡献也就越小。所以θ角越大，“次最大”也就越小。 波阵面上个子波的光线到达θ为零处的光程相同，即光程差为零，则合振动在该点产生”主极大“，中央主极大中心位置： 园孔衍射 夫琅和费园孔衍射图样，中心是一个很亮的园盘，为衍射中央极大，称为爱里斑。 爱里斑的半角宽度为： 第一级暗环的位置： Dsinθ=1.22λ（D为园孔的直径） 光栅衍射 光栅常数： d=a+b 在可见光范围内，d一般在1/1000—1/500mm之间。 光栅上的每一条缝的单缝衍射在θ方向上P点产生一个光振动，N条缝在P点产生的N个光振动的振幅相同，他们的相干叠加决定了P点的光强，光栅衍射是单缝衍射和多缝干涉的总效果。 1、其中θ为衍射角，k为多缝干涉主极大级数。 亮纹（主极大）中心位置满足光栅方程中k＝0，（θ＝0）时，dsinθ＝0为中央明纹中心。 其他亮纹（主极大）中心位置。 2、不满足单缝衍射暗纹条件。 3、k’为单缝衍射暗纹级数（2、3）式要同时满足，才会出现主极大暗条纹位置。 4、公式：4 5、（4、5）式只需满足一个便是暗纹。 缺级现象： 即满足多缝间主极大条件（光栅方程）（1）式，又满足单缝衍射极小条件的位置（4）式，将不出现明条纹，称为缺级，缺级条件为： 所缺级数为： 说明：两个主极大之间还有（N－2）个次极大，利用半波带法，这些次极大都作为暗纹处理，其中N为光栅缝数。 X射线衍射 晶体的晶格常数d与X光得波长同数量级（0.001～1nm），把晶体作为X射线的三维空间光栅，晶体的每一个格点都称为相干波源，不同晶面干涉有极大条件为： 2dsinθ＝kλ （k＝1，2，3，……） 上式子称为布喇格公式，其中d为晶面间距。[1] |
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