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菲涅尔原理

2021.7.25

衍射:光在传播中遇到障碍物时,偏离原来传播方向进入障碍物的几何阴影区的现象 光的衍射现象的本质:无限多个相干光的叠加结果 光的干涉是有限个相干光的叠加 (1) 衍射现象的基本物理特征 光的衍射现象,属于光在传播过程中因与物质发生相互 作用(即光遇到障碍物)而表现出来的一种传播行为。 具体地讲就是,在各向同性的、均匀的、线性稳定介质 中,一束光在其前进的道路上,当遇到障碍物时因光波的波 振面受到限制,其波振面就要发生连续畸变;与之相应,光 能量(或者光能流)的传播方向、传播径迹和传播路径—— 即光线的方向就要发生连续的弯曲。其结果导致:光的传播 严重背离几何光学中的直线传播定律,使光能量(或者光能 流)即光线进入几何阴影区,并在障碍物之后的观察屏上形 成了一系列明暗相间的、非均匀的、稳定的、具有空间周期 性的光强分布。 (2). 衍射现象的物理本质 光波波振面上的每一点,都可以作为新的子波源,由它 们发出新的球面子光波。这些球面子光波由于是从同一个光 源所发出的同一束光的同一个波振面上产生的,因而它们满 足相干光条件,所以当它们在观察屏上相遇时就会相干叠加 并形成子波的干涉现象,这无限多个子波干涉之后的宏观表 现便构成了光的衍射现象。所以,衍射在本质上属于干涉, 而且是一种特殊的干涉现象。 必须强调指出的是:尽管我们已经知道,在各向同性 的、均匀的、稳定的线性介质中,光遇障碍物时其传播路径 和传播方向等要发生连续弯曲,但是,当光离开障碍物之后 其传播路径和传播方向等仍然接近直线传播。因此,在实际 计算中,我们仍然以直代曲,对其进行必要的理论分析和理 论处理。由此产生的误差很小,可以忽略不计。 (3). 衍射的分类 按照光源及被观察点在空间的相对位置来划分,光的衍 射现象可以分为两类:远场衍射和近场衍射。 远场衍射 当光源及被观察点在无限远或者相当于无限远处时,所 产生的一类衍

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