衍射现象

衍射现象

波传播受阻时出现的物理现象
波可以绕过障碍物继续传播,这种现象叫做波的衍射。即在障碍物的边缘,一些波偏离直线传播而进入障碍物后面的“阴影区”的现象。[1]遥感传感器中的一些分光部件就是运用多孔衍射原理达到了分光的目的。
  • 中文名:衍射现象
  • 外文名:diffraction
  • 属性:物理现象
  • 涉及对象:波

基本原理

衍射现象可以用惠更斯原理解释.

按照惠更斯原理,波面上的每一点都可以看做子波的波源,位于狭缝的点也是子波的波源,因此,波自然可以到达挡板后的位置。惠更斯原理只能解释波的传播方向,不能解释波的强度,所以无法说明衍射现象与狭缝或障碍物的大小的关系。

就声光衍射而言,依实验条件不同,出现两种不同的衍射现象:①当超声波的频率不太高,且光束穿越声场的作用距离较小的情况下,声波引起媒质折射率的周期性变化起着相位光栅的作用,使通过的光束产生多级衍射,分布在出射光束两侧,此现象是C.V.曼和N.S.纳根德拉·纳特首先提出的,称为曼-纳特衍射;②当超声波频率较高,且光束穿越声场的作用距离较大的情况下,类似于X 射线在点阵上的衍射作用,光束通过声场以后,在出射光束的一侧出现较强的一级衍射光,服从布拉格父子提出的理论,称为布拉格衍射。不管在哪一种衍射的情况下,衍射光束都要产生偏转、频移和强度变化,变化的量值则随声波的强度、波长和传播速度等参量而改变。声光作用的应用就是利用衍射光束的这些性质来实现的。

现象规律

发生明显衍射现象的条件: 

①障碍物或孔的尺寸大小,并不是决定衍射能否发生的条件,仅是衍射现象是否明显的条件。一般情况下,波长较大的波容易产生显著的衍射现象。

②衍射现象总是存在的,只有明显和不明显的差异。

③当孔的尺寸远小于波长时尽管衍射十分突出,但由于衍射波的能量很弱,衍射现象不容易观察到.

历史发展

最早发现衍射现象的是意大利物理学家格里马地,在1665年出版他写的书中记载观察到光线通过棍棒后的强弱分布,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年提出惠更斯原理,用波动说解释衍射.

1882年德国物理学家基尔霍夫用积分定理建立衍射理论.

研究历史

最早发现衍射现象的是意大利物理学家格里马地,在1665年出版他写的书中记载观察到光线通过棍棒后的强弱分布,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年提出惠更斯原理,用波动说解释衍射.

1882年德国物理学家基尔霍夫用积分定理建立衍射理论.

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