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第三章光的衍射（Diffraction）光的衍射：光波在空间传播遇到障碍时，其传播方向会偏离直线传播，弯入到障碍物的几何阴影中，并呈现光强的不均匀分布的现象。圆孔衍射Diffractionpatternofanicosahedral

quasicrystal

其中：光孔线度，波长一、>1000时，衍射效应很弱，光线几乎直线传播。但在影界边缘，衍射现象仍不可忽略。二、1000>>时，衍射现象显著，出现了与光孔形状对应的衍射图样。四、<向散射过渡。光孔尺寸与衍射三、~衍射效应过于强烈，只看到干涉。屏幕缝较大时光是直线传播的缝很小时衍射现象明显阴影屏幕干涉和衍射的联系与区别本质上干涉和衍射都是波的相干叠加，没有区别。

干涉指的是有限多的子波的相干叠加，

衍射指的是无限多的子波的相干叠加，二者常常同时存在。例如，不是极细缝情况下的双缝干涉，就应该既考虑双缝的干涉，又考虑每个缝的衍射。不同的观察区域，有不同的观察结果。P1P2P3P4直线传播菲涅耳衍射区夫琅和费衍射区这种分类是从理论计算上考虑的。菲涅尔衍射是普遍的，夫朗和费衍射仅是它的一个特例。“远”和“近”与衍射孔径D及波长的相对大小有关：对一定的，若D

越小，衍射现象越明显。

对一定的D，若

越小，衍射现象越不明显。观察衍射现象一般都是在远处，且使～D（衍射现象明显）。

当/D→0时，波动光学几何光学

惠更斯原理：波前上每一个点都可看做是发出球面子波的波源。菲涅尔1818年将惠更斯的子波概念修正为：1)波传到的任意点都是子波的波源；2)各子波在空间各点进行相干叠加。

衍射的本质：子波相干叠加§3-1.光波的标量衍射理论一、惠更斯－菲涅耳原理波阵面外任一点光振动应该是波面上所有子波相干叠加的结果。子波向P点的球面波公式子波法线方向的振幅子波振幅随q角的变化衍射角当q=0时，K(q)=Max,q=p/2时，K(q)=Min.波面上子波Σ

对p点产生的总的复振幅为：菲涅尔假设：求解此公式主要问题：C、K(q)没有确切的表达式。基尔霍夫衍射公式：lK一般在0－1之间，特别地，光线正入射时：三、基尔霍夫衍射公式的近似1、傍轴近似(1)(2)在振幅项中(3)设定孔径函数进一步的计算需要将exp(ikr)中的

r表示成(x,y,z)的函数。2.菲涅耳近似（对位相项的近似）——菲涅耳近似得到菲涅耳衍射：观察屏置于菲涅耳近似成立的区域所观察到的衍射成为

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