繞射 | 合法醫療器材資訊網
此圖的上半部分顯示了氦-氖雷射束在一個橢圓孔隙處的繞射圖樣;下半部分為其二維傅立葉變換,粗略地重現了孔隙的形狀。透過總結各種不同的實驗現象,可以 ...
紅色雷射的圓孔繞射圖樣繞射(英語:Diffraction),又稱衍射,是指波遇到障礙物時偏離原來直線傳播的物理現象。[1]:559-560
在古典物理學中,波在穿過狹縫、小孔或圓盤之類的障礙物後會發生不同程度的彎散傳播。假設將一個障礙物置放在光源和觀察屏之間,則會有光亮區域與陰暗區域出現於觀察屏,而且這些區域的邊界並不銳利,是一種明暗相間的複雜圖樣。這現象稱為繞射,當波在其傳播路徑上遇到障礙物時,都有可能發生這種現象。[1]:519除此之外,當光波穿過折射率不均勻的介質時,或當聲波穿過聲阻抗不均勻的介質時,也會發生類似的效應。在一定條件下,不僅水波、光波能夠產生肉眼可見的繞射現象,其他類型的電磁波(例如X射線和無線電波等)也能夠發生繞射。由於原子尺度的實際物體具有類似波的性質,它們也會表現出繞射現象,可以透過量子力學進行研究其性質。[2][3]:9
在適當情況下,任何波都具有繞射的固有性質。然而,不同情況中波發生繞射的程度有所不同。如果障礙物具有多個密集分布的孔隙,就會造成較為複雜的繞射強度分布圖樣。這是因為波的不同部分以不同的路徑傳播到觀察者的位置,發生波疊加而形成的現象。
繞射的形式論還可以用來描述有限波(量度為有限尺寸的波)在自由空間的傳播情況。例如,雷射束的發散性質、雷達天線的波束形狀以及超音波傳感器的視野範圍都可以利用繞射方程式來加以分析。
繞射與干涉的關係[編輯]美國物理學家、諾貝爾物理學獎得主理察·費曼指出:[4]:30-1
“ 沒有人能夠令人滿意地定義干涉和繞射的區別。這只是術語用途的問題,其實二者在物理上並沒有什麼特別的、重要的區別。 ”他還提到,如果只有少數的波源(例如兩個的時候),我們稱這現象為「干涉」,例如我們稱楊氏雙縫實驗實驗中雙縫所...
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