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光的衍射及分类

时间:2023-02-14 理论教育 版权反馈
【摘要】:研究光的衍射的实验装置主要是光源、衍射屏(障碍物)及接收屏。依它们之间相对位置的不同,常将衍射分为两类。显然,菲涅耳衍射是普遍情况,夫琅禾费衍射只是它的特例,但夫琅和费衍射是一种重要的极限情况,其计算比较简单。另外近代的傅里叶变换光学中,夫琅禾费衍射装置就是傅里叶频谱分析器,因而把它单独作为一类进行研究。

光既然是一种波,就具有衍射现象,但平常所看到的光大多是沿直线传播的,这是由于光的波长太短,以及普通光源是不相干的面光源所致。但一旦光波遇到狭缝、小孔等障碍物时,就会偏离直线进入几何阴影区,并且在几何阴影区和几何照明区光强分布不均匀,出现一系列的明暗相间条纹,这就是光的衍射。如果人合拢手指,用眼睛贴近指缝观察光源,也不难看到这种现象。实际上,在光的传播过程中会不断地产生衍射现象,但只有当障碍物挡住部分光波时,才能观察到衍射效应。

研究光的衍射的实验装置主要是光源、衍射屏(障碍物)及接收屏。依它们之间相对位置的不同,常将衍射分为两类。一类是光源和接收屏(或其中之一)与衍射屏的距离为有限远时的衍射,称为菲涅耳衍射;另一类是光源和接收屏与衍射屏的距离都是无限远时的衍射,即入射到衍射屏和离开衍射屏的光都是平行光的衍射,称为夫琅禾费衍射。在实验室里,可以利用透镜使入射球面光波变成平行光,在障碍物后利用透镜使平行光会聚,这就很容易实现夫琅禾费衍射条件,如图15-1-1所示。显然,菲涅耳衍射是普遍情况,夫琅禾费衍射只是它的特例,但夫琅和费衍射是一种重要的极限情况,其计算比较简单。另外近代的傅里叶变换光学中,夫琅禾费衍射装置就是傅里叶频谱分析器,因而把它单独作为一类进行研究。

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