波的衍射
| 波的衍射 |
波的衍射是指在媒質中由於有障礙物或其他的不連續性而引起波改變傳播方向的現象。如障礙物的尺寸遠大于波長，則衍射不明顯;如障礙物的尺寸與波長相近時，則衍射最明顯;如障礙物的尺寸遠小于波長時，雖然還有衍射,但是在障礙物背部邊緣附近將形成一個沒有波的區域(即聲影區)。
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簡介
只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長相差不多或者比波長更小時，才能觀察到明顯的衍射現象.（但也不能比波長小太多，當孔的寬度為波長的大約3/10時波的衍射現象已經不明顯--與能量有關，能量會在傳播過程中轉化為內能或勢能）相對于波長而言，障礙物的線度越大衍射現象越不明顯，障礙物的線度越小衍射現象越明顯。障礙物或孔的尺寸大小，並不是決定衍射能否發生的條件，僅是使衍射現象明顯表現的條件.一般情況下，波長較大的波容易產生顯著的衍射現象.【衍射（干涉）是波的特有現象，是驗證波的重要方法】波傳到小孔(或障礙物)時，小孔處(或障礙處)的波看作一個新的波源（惠更斯原理），由它發出與原來同頻率的波(稱為子波)在孔後的傳播，於是就出現了波線偏離原波線傳播方向的衍射現象.當孔的尺寸遠小于波長時儘管衍射十分突出，但由於能量減弱，衍射現象不容易觀察到。
評價
水波、聲波、光波都能發生衍射現象。如：「波光粼粼」「隔牆有耳」「雙縫干涉」。衍射現象里有一個著名的故事，泊松亮斑。泊松是光的波動說的反對者，泊松根據菲涅耳的計算結果，得出在一個圓片的陰影中心應當出現一個亮點，這是令人難以相信的，過去也從沒看到過，因此泊松認為這個計算結果足夠證明光的波動說是荒謬的。但是恰巧，菲涅耳試驗中看到了這個亮斑，這樣，泊松的計算反而支持了光的波動說。過了不久，菲涅耳又用複雜的的理論計算表明，當這個圓片的半徑很小時，這個亮點才比較明顯。經過實驗驗證，果真如此。菲涅耳榮獲了這一屆的科學獎，而後人卻戲劇性地稱這個亮點為泊松亮斑衍射最早是由弗朗西斯科·格里馬第（Francesco Grimaldi）於1665年發現並加以描述，他也是「衍射」一詞的創始人。這個詞源於拉丁語詞彙diffringere，意為「成為碎片」，即波原來的傳播方向被「打碎」、彎散至不同的方向。格里馬第觀察到的現象直到1665年才被發表，這時他已經去世。他提出光不僅會沿直線傳播、折射和反射，還能夠以第四種方式傳播，即通過衍射的形式傳播。[1]