惠更斯、菲涅耳原理
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05-19-01
光的衍射现象 惠更斯—菲涅尔原理


夫琅禾费(Fraunhofer)
(1787—1826)

 

 




  衍射
  波能够绕过障碍物而弯曲地向它后面传播的现象,称为波的衍射现象。例如当水波穿过障碍物的小孔,弯曲地向它后面传播时,就是波的衍射。
  光的衍射现象
  光具有波动性,因此当光通过小孔、细线、针、毛发时,光会显著地发生偏离直线转播的衍射现象。衍射的图样如下
  在日常的生活中也会观察到衍射现象。如太阳和月光,经大气层中雾滴的衍射,其边缘将呈现彩色光圆,即所谓日晕或月晕。
  衍射分类
  1)菲涅耳衍射:入射光与衍射光不都是平行光的衍射。
  2)夫琅禾费衍射:入射光与衍射光都是平行光的衍射。
  由于夫琅禾费衍射在实际应用和理论上都十分重要,本章主要讨论夫琅禾费衍射。




  原理:菲涅耳发展了惠更斯原理,进一步提出“子波相干”的思想,即:从同一波前上各点所发出的子波,在传播过程中相遇于空间某点时,也可互相叠加而产生干涉现象。
  惠更斯-菲涅耳原理成为我们解释光的各类衍射现象的理论依据。

  惠更斯-菲涅耳原理的数学表达式
  若取时刻波阵面上各点发出的子波初相为零,则面元点引起的光振动可表示为:
    
  式中为比例系数,为随角而变化的函数,称为倾斜因子,。表示子波不能后传。把上式对整个面积积分,有
    
  波在前进过程中,引起前方某点的总振动,应为波面上各个小面元所发出的子波在点引起的各分振动的总和。

参考书目