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光的衍射和干涉的區別

發布時間:2025-10-26閱讀(6)

光的衍射和干涉的區別:定義不同、現象不同、產生的條件不同、產生的機理不同、圖樣不同、影響不同、光的傳播方式不同、光束的數量不同、光強分布及條紋間距均勻不同、數學處理方式不同。

定義不同

干涉:如果兩列波頻率相同,在觀察時間內波動不中斷,而且在相遇處振動方向幾乎沿著同一直線,那么它們疊加后產生的和振動在有些地方加強,在有些地方減弱,這一強度按空間周期性變化的現象稱為干涉。

衍射:光繞過障礙物偏離直線傳播而進入幾何陰影,并在屏幕上出現光強分布不均勻的現象稱為衍射。

現象不同

光的干涉是滿足相干條件的光的空間里相互疊加而形成的明暗相間的條紋。

光的衍射是光在傳播空間里偏離直線傳播而形成的明暗相間的條紋。

產生的條件不同

要產生光的干涉,必須滿足相干條件是頻率相同(相差恒定、振動方向相同)。

要產生光的衍射,需要滿足的條件是障礙物或孔的尺寸比光的波長小或差不多。

產生的機理不同

干涉是雙縫處發出的兩列波在屏上疊加,當兩列波到達屏上的某點的距離差等于波長的整數倍時,該點是振動加強點,因而出現明條紋;當兩列波到達屏上某點的距離差等于半波長的奇數倍時,該點是震動減弱點,因而出現暗條紋。

衍射是從單縫處產生無數多個子波,這些子波到達屏時相互疊加,它們在屏上不同點疊加時,其相互減弱的程度有規律地變輕或變重,在輕微處出現明條紋,在嚴重處出現暗條紋。

圖樣不同

干涉圖樣是互相平行的且條紋寬度相同,中央和兩側的條紋沒有區別。

衍射條紋是平行不等距的,中央明條紋又寬又亮,兩邊條紋寬度變窄,亮度也明顯減弱。

影響不同

光的衍射是單個光源產生的現象,而光的干涉則需要兩個或多個光源才能觀察到。同時,光的衍射會導致光的彎曲和擴散,而光的干涉則會導致光的相互疊加和干涉條紋的出現。

光的傳播方式不同

干涉是若干光束的疊加。當參與疊加的各束光的傳播行為可近似用幾何光學中直線傳播的模型描述時,這個疊加問題是純干涉問題;若參與疊加的各束光的傳播明顯地不符合直線傳播模型,則屬衍射問題。

因此,在一般問題中,干涉和衍射的作用是同時存在的。例如當干涉裝置中的衍射效應不能略去時,則干涉條紋的分布要受到單縫衍射因子的調制,各干涉級的強度不再相等。

光束的數量不同

干涉是有限幾束光的疊加,而衍射則是無窮多次波的相干疊加;前者是粗略的,后者是精細的。

光強分布及條紋間距均勻不同

出現的干涉和衍射圖樣都是明暗相間的條紋,但在光強分布(函數)上有間距均勻與相對集中的不同。

數學處理方式不同

相干疊加的矢量圖由干涉的折線過渡到衍射的連續弧線,由有限項求和過渡到積分運算。

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