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1 # 自然風57778401306
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2 # 天工開物夢溪筆談
定義:光在傳播過程中,遇到障礙物或小孔時,光將偏離直線傳播的路徑而繞到障礙物後面傳播的現象,叫光的衍射。
產生衍射的條件是:由於光的波長很短,只有十分之幾微米,通常物體都比它大得多,所以當光射向一個針孔、一條狹縫、一根細絲時,可以清楚地看到光的衍射。用單色光照射時效果好一些,如果用複色光,則看到的衍射圖案是彩色的。
由於光有波粒二重性特徵,光的衍射現象本身就是光粒子的疊加而成!
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3 # 科學洞悉
光的衍射現象是由於光波互相疊加形成的嗎?
根據惠更斯-菲涅爾原理對光的衍射的解釋可知,光的衍射現象是光波相互疊加反射的結果,光的衍射現象說明了光具有波動性。
瞭解這個概念,首先需要明白衍射這一現象。
衍射衍射是指當波遇到障礙物或裂縫時發生的各種現象。它被定義為波圍繞障礙物的拐角處發生彎曲,或透過孔徑進入障礙物/孔的幾何陰影區域的彎曲現象。衍射物體或孔徑成為傳播波的次要來源。義大利科學家弗朗切斯科·瑪麗亞·格里馬爾迪(Francesco Maria Grimaldi)創造了“衍射”一詞,並在1660年率先記錄了對該現象的準確觀察結果。
光的性質及衍射光具有波粒二象性,即同時具有波動性和粒子性的特徵。克里斯蒂安·惠更斯(Christiaan Huygens,1629–1695年)在1678年提出了光波動性的數學理論,並於1690年在《光論》中發表。菲涅爾能夠透過數學方法證明,光是一種橫波,應用光的波動理論可以解釋光的波動現象。
我們通常認為光沿直線傳播,但是當光波在障礙物附近透過時,它們傾向於圍繞該障礙物彎曲並散開。當光波透過一個拐角或穿過一個物理上大約等於或小於該光波長的開口或縫隙時,就會發生光的衍射。
可以透過將手握在光源前面並緩慢閉合兩個手指,同時觀察兩個手指之間透射的光來進行衍射的非常簡單的演示。當手指彼此靠近並非常靠近時,您開始看到一系列平行於手指的暗線。平行線實際上是衍射圖案。當光在與光波長相同數量級的粒子周圍“彎曲”時,也會發生這種現象。例如雲層對太Sunny的散射,如圖1所示,
惠更斯-菲涅耳原理惠更斯原理:波前的每一點可以認為是產生球面次波的點波源,而以後任何時刻的波前則可看作是這些次波的包絡。藉著這原理,他可以給出波的直線傳播與球面傳播的定性解釋,並且推匯出反射定律與折射定律。菲涅耳在惠更斯原理的基礎上假設這些次波會彼此發生干涉;惠更斯-菲涅耳原理是惠更斯原理與干涉原理的結晶。用這種觀點來描述波的傳播,可以解釋波的衍射現象。特別地,惠更斯-菲涅耳原理是建立衍射理論的基礎,並指出了衍射的實質是所有次波彼此相互干涉的結果。
惠更斯-菲涅耳原理被提交時發生了一件有趣的事情。時任評委泊松反對光的波動學說,他想推翻此觀點,就說:如果按照你們的理論,如果用一個圓片作為遮擋物時,光屏的中心應出現一個亮點。菲涅耳又經過嚴密的數學計算發現,只有當這個圓片的半徑很小時,這個亮點才比較明顯(或圓孔很小時,暗斑明顯)。事後,他們精心設計了一個實驗,確認了這一亮斑的存在,證明了這一預言的正確性。這個初看起來似乎是荒謬的結論,是泊松研究菲涅耳論文時把它當作謬誤提出來的,但卻成了支援波動說的強有力的證據。後來人們為了紀念這一極具戲劇性事實,就把衍射光斑中央出現的亮斑(或暗斑)稱為“泊松光斑”
光的衍射現象單縫衍射
根據惠更斯-菲涅耳原理,由光照射的無限寬度的狹長狹縫將光衍射成一系列圓波,從狹縫射出的波陣面是強度均勻的圓柱波。2. 衍射光柵
在光學中,衍射光柵是一種具有周期性結構的光學元件,該結構將光分裂並衍射為沿不同方向傳播的幾束光。
3. 艾裡斑
由均勻照明的圓形孔徑產生的衍射圖樣具有明亮的中心區域,稱為艾裡斑,該艾裡斑與周圍的一系列同心環一起稱為艾裡斑。
回覆列表
光既是波又是粒子,形式上是互相疊加,光的衍射,沒有足夠的質量,哪來的光波,其實是能量的傳遞,受時空的影響,光的衍射也會相對減弱。