光既有粒子性也有波動性，光具有波粒二象性。光的粒子性表現，比如光電發射效應，光的波動性表現，比如幹涉和衍射。衍射是光波所固有的基本屬性，利用激光光源所發出的相幹光束可以很容易觀察到衍射現象。與(yu) 幹涉類似，利用衍射花樣的改變也可以測量位移或輪廓。本文將從(cong) 夫琅禾費衍射來介紹衍射的基本特性，介紹一些衍射的相關(guan) 公式。
衍射
1衍射的基本原理
如圖1所示，考慮點光源Po發出的球麵波(波長為(wei) λ,幅值為(wei) Up,),照明某孔徑無限大不透明屏上孔徑，我們(men) 來計算孔徑右邊空間某點P處的場值。包含P點的某閉合麵由圖1中的S1、S2和S3組成。其中，S2由於(yu) 不透明，故對P點的場值沒有貢獻，半球區域S3,當滿足索末菲輻射條件時就可以不考慮其對P點的貢獻。這樣，透光孔S1,決(jue) 定了P點出的光波幅值Up。
圖1 衍射推導
菲涅耳-基爾霍夫衍射公式：
式中，(r1,n)為(wei) 單位矢量r1和n之間的夾角，(ro,n)為(wei) ro和n之間的夾角。傾(qing) 斜因子[cos(r1,n)-cos(ro,n)].
如果點光源離開孔徑足夠遠，對於(yu) 孔徑上各點都有cos(r1,n)=1。另外設cos(ro,n)=-cosx,則可得：
當P點遠離衍射屏時，x近似等於(yu) 零，傾(qing) 斜因子近似等於(yu) 2，所以上式可改寫(xie) ：
這樣，關(guan) 於(yu) 空間某點P處的場值Up就可以極大的簡化得出。
圖2中，包含坐標原點O的孔徑被單色平麵波照射。這裏，利用g(xo,yo)來描述孔徑內(nei) 某點的光源因素，並且其在觀察屏上產(chan) 生衍射花樣。P。(xo,yo,0)是孔徑平麵上的一點，點P(x1,y1,z)位於(yu) 觀察屏上。r表示POP點之間的距離，P處的衍射分布記為(wei) U(x1,y1),則：
圖2 孔徑的衍射
當觀察屏遠離衍射孔徑並且衍射孔徑本身的尺度不是非常大時，r近似為(wei) ：
如果上式中的前三項(在距離孔徑比較遠的位置觀察衍射花樣),稱之為(wei) 夫琅禾費衍射區域；如果式中的前四項(在距離孔徑比較近的位置觀察衍射花樣),我們(men) 稱之為(wei) 菲涅耳衍射區域。
在實際計量国产成人在线观看免费网站中，更多地采用夫琅禾費衍射近似，即
圖3是衍射在計量中的一個(ge) 国产成人在线观看免费网站例子，圖中給出了單縫所產(chan) 生的衍射圖樣。圖中縫寬為(wei) a,在距離該孔徑D(=z,且足夠遠)處的屏上，便可觀察到其夫琅禾費衍射圖樣。此時U(x1,y1)為(wei) ：
圖3 單縫衍射
同上，大小為(wei) a×b的矩形孔衍射可表述為(wei) ：
上式表明，衍射強度I(x)受到sinc函數的調製，其強度分布曲線如圖4所示。
圖4 衍射強度分布
從(cong) 圖中不難看出雖然衍射ji小間具有相同的間隔，但相鄰的兩(liang) 個(ge) 亮點之間的間隔並非嚴(yan) 格相等。
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