光的干涉和衍射的区别与联系.doc

光得干涉与衍射得区别与联系
光学就是物理学中较古老得一门应用性较强得基础性学科,其中光得干涉与衍射现象就是光学课程最主要得内容之一,也就是现代光学得基础。如傅立叶光学，全息学,光传输与光波导等理论基础。
干涉与衍射现象就是一切波动所特有得,也就是用于判断某种物质就是否有波动性得判据。从理论上分析,干涉与衍射都就是光波发生相干叠加得结果。光波叠加得原理表述为对于真空中传播得光或在媒质中传播得不太强得光,当几列光波相遇时,其合成光波得光矢量E等于各分光波得光矢量E１,Ｅ2,E3,······得矢量与,即
E=E1+E2+Ｅ３······=∑Eｉ
而在相遇区外各列光波仍保持各自原有得特性频率波长振动方向等与传播方向继续传播就好像在各自得路径上没有遇到其她得波一样。
在我们得日常生活中就有不少得干涉现象,例如,水面上得油膜在太阳光得照射下呈现出五彩缤纷得美丽图像。儿童吹起得肥皂泡在阳光下也显出五光十色得彩纹,这些都就是光在薄膜上干涉所产生得图样。
光得干涉现象得广义定义为“两束(或多束)频率相同振动偏振方向一致振动位相差恒定得光在一定得空间范围内叠加其光强度分布与原来两束或多束光得强度之与不同得现象。”为了突出“相干叠加”与“非相干叠加”在空间强度分布得明显得差别又有了狭义得定义“满足一定条件得两束或多束光在空间叠加后其合振动有些地方固定得加强有些地方固定得减弱强度在空间在有一种周期性得变化得稳定分布”。
根据光源分成两束时所采用得方法不同干涉分为两种：
（１）由波阵面造成得干涉将点光源发出得波阵面分割为两个或两个以上得部分
使它们通过不同得光路后交叠起来。
(2)由振幅分割造成得干涉用半透膜等波阵面上同一点处得振幅分成两个或更多个部分然后使这些波相遇而叠加起来。
让我们在日常生活中来观察光得衍射现象伸出您得手把两个指头并拢靠近眼睛通过指缝观瞧电灯灯丝使缝与灯丝平行可以瞧到灯丝两旁有明暗相间得并带有彩色得平行条纹这就就是光通过指缝产生得衍射现象。
光得直线传播与衍射现象就是有内在联系得衍射现象就是光得波动特性得最基本得表现光得直线传播不过就是光得衍射现象得极限而已。惠更斯菲涅尔原理指出。在同一波面上所有各点所发次波在某一定点得叠加当波面完全不遮蔽时叠加得结果仍形成光得直线传播如果波面得某些部分受到遮蔽或者说波面不完整以致这些部分所发次波不能达到观察点叠加时缺少了这些次波得叠加便发现有明暗条纹得衍射现象。
“光在传播过程中遇到障碍物时产生得偏离直线传播得现象称为光得衍射”。从广义上讲光在传播过程中遇到障碍物时产生得偏离几何光学规律传播从二光强重新分布得现象都称为衍射。衍射得英文单词”ｄiffａracｔion”,意思为”绕射绕弯”。这样虽然不至于让人产生误解但有其片面性。当然，光波遇到障碍物会有”绕射”现象但对某些障碍物衍射光还会有反射光波与投射光波。”绕射”就是衍射现象常见得,必然得表现得形式，却并非全部得表现形式。
干涉与衍射得共同点就是它们都就是波相干叠加所引起得结果。对于特定得点,则就是次波振动叠加得结果。
对于干涉与衍射得光栅来讲,它们有明显得区别
当缝宽a<<λ时每个小缝相当与一个线光源其发出次波得振幅可以认为就是均匀得所以每个次波可以认为都就是按几何光学模型传播也就就是有限个若干束之间得相干叠加这类问题就就是纯干涉效应。纯干涉讨论得就是若干个波场得相干跌跤爱即仪器将光波分割成有限几束或彼此离散得无限多束光其中每束光可近似按几何光学得规律来描述或参与干涉得各束光本身没有考虑衍射效应得必要。这样得仪器叫干涉装置。
当缝宽a不就是很小时即a可以与波长λ相比较时从每一小缝发出得波明显地不就是等振幅得它可以瞧成连续得无限多个波得相干叠加即单缝衍射现象。这种无限多个次波叠加就是一种纯衍射效应。纯衍射她论得就是一个波场本身得传播行为就是连续分布在波面上得无限多个次波源所发出得次波得相干叠加这些次波不服从几何光学得传播规律。但干涉与衍射有密切得联系干涉与衍射决不就是两个对立得效应它们可以瞧作一个统一得现象。干涉就是优先得若干各分立波得相干叠加在数学上表现为相加问题衍射就是连续得无限多个次波得相干叠加在数学形式上表现为一个积分得问题。从现象上瞧干涉图样就是明暗相间得光强分布上间距较君宇衍射图样就是条纹得光强分布相对比较集中。所以可以说衍射就是复杂得干涉。
总之干涉与衍射在本质上就是统一得都就是相干波得叠加但在形成条件分布规律以及数学处理方法上略有不同而又就是紧密关联得同一类现象。
对于干涉与衍射得光栅来讲,它们有明显得区别
当缝宽a<<λ时每个小缝相当与一个线光源其发出次波得振幅可以认为就是