衍射現象

衍射現象

衍射現象是指波在傳播過程中遇到障礙物時,在障礙物的邊緣,一些波偏離直線傳播而進入障礙物後面的“陰影區”的現象。遙感感測器中的一些分光部件就是運用多孔衍射原理達到了分光的目的。

原理


惠更斯原理
惠更斯原理
衍射現象可以用惠更斯原理解釋.
就聲光衍射而言,依實驗條件不同,出現兩種不同的衍射現象:①當超聲波的頻率不太高,且光束穿越聲場的作用距離較小的情況下,聲波引起媒質折射率的周期性變化起著相位光柵的作用,使通過的光束產生多級衍射,分佈在出射光束兩側,此現象是C.V.曼和N.S.納根德拉·納特首先提出的,稱為曼-納特衍射;②當超聲波頻率較高,且光束穿越聲場的作用距離較大的情況下,類似於X 射線在點陣上的衍射作用,光束通過聲場以後,在出射光束的一側出現較強的一級衍射光,服從布格父子提出的理論,稱為布格衍射。不管在哪一種衍射的情況下,衍射光束都要產生偏轉、頻移和強度變化,變化的量值則隨聲波的強度、波長和傳播速度等參量而改變。聲光作用的應用就是利用衍射光束的這些性質來實現的。

現象規律


發生明顯衍射現象的條件:
①障礙物或孔的尺寸大小,並不是決定衍射能否發生的條件,僅是衍射現象是否明顯的條件。一般情況下,波長較大的波容易產生顯著的衍射現象。
②衍射現象總是存在的,只有明顯和不明顯的差異。
③當孔的尺寸遠小于波長時儘管衍射十分突出,但由於衍射波的能量很弱,衍射現象不容易觀察到。

歷史


最早發現衍射現象的是義大利物理學家格里馬地,在1665年出版他寫的書中記載觀察到光線通過棍棒后的強弱分佈,發現光的分佈沒有截然的邊界,不能用當時通行的光的微粒說來解釋.
荷蘭物理學家惠更斯在1678年提出惠更斯原理,用波動說解釋衍射.
1882年德國物理學家基爾霍夫用積分定理建立衍射理論.