光的干涉「干涉和衍射的区别图解」

衍射

光波绕过障碍物传播的现象称，为光的衍射。衍射后所形成的明暗相间的图样，成为衍射图样，干涉和衍射现象都是波动所固有的特性。

光的直线传播与光的衍射

根据观察方式的不同，可把光的衍射现象分为两类，一类是光源和观察屏(或二者之一)与障碍物之间的距离是有限的，这一类衍射成为菲涅尔衍射；

菲涅尔衍射

另一类是光源和观察屏与障碍物之间的距离都是无限远或等效于无限远的，这一类衍射称为夫琅禾费衍射。下面讨论夫琅禾费衍射。

单缝衍射

实验中观察过的夫琅禾费衍射是借助两块会聚透镜来实现的，其中一块放在障碍物前，把点光源发出的光变成平行光，另一块放在障碍物后，使经过障碍物后的衍射光在透镜后的焦平面上成像，像这样即可增加衍射图样的强度，又可保持衍射的性质不变，更便于观察。

图1:夫琅禾费衍射图例

装置如图1，平行于狭缝的线光源s放在透镜L1的前焦点上，观察屏放在透镜L2的后焦平面上，当平行光垂直照射到狭缝K上时，在屏幕E上将出现明暗相间的衍射图样。如果s是单色光源，其衍射图样是一组与狭缝平行的明暗相间的条纹。

明暗相间的单缝衍射条纹

中央明纹最宽，单缝衍射图样中除中央明纹外，其他各级明纹的宽度是相同的，而中央明纹的宽度为其他明文宽度的两倍。

缝宽a越窄，条纹宽度越大，光的衍射现象越显著，随着缝宽a的逐渐增大，条纹将变得狭窄而密集，当狭缝很宽(aλ)时，各级衍射条纹都密集于中央明纹附近以至无法分辨，只能观察到一条亮纹，它就是单缝的像，这时，光可以看作是直线传播的，由此可见，光的直线传播现象是光的波长较障碍物的限度很多时衍射现象不显著的情形。所以，几何光学是波动光学在λ/a→0时的极限情形。

条纹宽度随缝宽宽度变化的关系

当缝宽a一定时，入射光的波长λ越大，衍射角也越大。因此，若以自然光照射，中央明纹将是白色的，而其两侧则呈现出系列由紫到红的彩色条纹。