物理专家过来解释一下波的衍射

2025-03-06 17:33:39

推荐回答（5个）

回答1：

衍射的英文单词是diffraction，它可以翻译为衍射，或绕射。波在传播过程中，遇到障碍物时其传播方向发生改变，绕过障碍物的边缘继续传播的现象。这就算是衍射。理解成绕射其实更容易理解点。

像图上所示，红色箭头代表波的传播方向，波的传播方向本来是水平向前的，通过小孔后，中间的波继续水平往前传播，但是，在边缘处的波的传播方向不再是水平向前，而是分别偏向上下两个方向。波的传播方向是垂直于波振面的，新的波振面在小孔边沿处弯曲了。小孔越接近波长，或者更小，边沿处的波振面弯曲的越厉害，即波的传播方向变化越大，可以解读为衍射现象更明显。

说的不是很好，希望能加深点你的理解。惠更斯原理就不说了，维基百科上的解释可能更详细些吧。你可以自己看下。

回答2：

其实很多物理原理看似复杂，但都是可以直观想象出来的
以水面波为例子。石子投入水中会产生水波，那无非是投入时所影响到的一小片水域上下振动所导致的。
所以我们知道：一个小面源的上下震动在介质上以波的形式传播出去了。
设投入石块的时刻为0时刻，那么考虑在t时刻水波的最外圈，此时如果你把整个这个圆周分成很多小面元的话，不是每个都在上下震动吗，那就都是波源了，那么我们就有理由猜测，在t1（t1>t）时刻，那个震动的水面上的任意小面元x就是在t时刻以所有面元为波源传递出去的水波在x位置的叠加。
此时如果你在水面上设置一个障碍物，只留下一个小孔让波传出去，那么根据刚才我们的设想，在小孔处的震动就是一个波源，它应该是会形成一个新的波传递出去，而且这个小孔的大小应该能够使得此处恰好可以近似成一个点波源，从而避免多点波源在此后传播路径上的叠加，而满足这样一个条件的小孔，其大小就是波长的某个函数。
至于说光，从波的特性上来讲，和以上是异曲同工的了

以上是泛泛的理论猜想，不具有严密性，但可以帮助理解理论提出到建立的过程，从而更好的把握理论本身

回答3：

呵呵，没什么理由。惠更斯－菲涅尔原理，内容就不说了，它的正确性其实完全依赖于理论和实践的在结果上的统一，根本没法证明。其实这个原理不是定性描述波的传播规律的。它可以进行定量计算。惠更斯只给出了定性描述，没错！但是菲涅尔在给出关于方位角的概念并引入倾斜因子后，给出了一个“菲涅尔衍射积分公式”。可以积任意点处的复振幅。也就是说该公式给出了定量计算次波源传波的规律。能够对所有的波动类光学问题给出理论解。关于该积分公式，1882年，基尔霍夫做了修正，指出菲涅尔的假设基本正确，但是公式中对倾斜因子的数值给的不正确。经修正的衍射积分公式就是现在我们计算所有波动类问题的理论基础。
我说过，这些原理的正确性完全依赖于实践检验。实验结果在理论中给出正确的解。这就够了。
至于什么缝宽大于1000倍波长，衍射不明显。小于1倍波长，向散射过渡…还有传播方向为什么变…都是理论的自然解，总结成结论只是便于应用，至于为什么，解菲涅尔积分公式解出来的。而且实践检验过，是对的。就是这个解释！
理论就是这样，就是一些人为的假设加上逻辑推导。像现代物理学的基础－量子力学－就是在五个空洞的假设上建立的。为什么是这样的？能够解释实验现象，所以是对的。能够对未发现的现象给出预测，所以是优秀的。这就是真正的科学，没有更多的话。
至于该如何理解衍射规律，相信你也应该明白了。只能试图接受并理解事实，因为实验事实是不会变的。怎么办，回去接受原理呗。（如果你不能对实验给出更好的解释的话）

回答4：

给你举个简单的例子，当门只有一个小缝的时候，你挤过门去（假如可以过去）了，你就很可能往旁边倒，还可能摔一跤。也许跟这里的物理现象无关，但是我们可以这么去想象。

回答5：

惠更斯原理解释衍射不大合适。
其实点光源的限度应该跟光的波长差不多，如果缝的线度跟波长差不多，或者比波长还小，自然就可以看成是另一个新的波源，过大的话那只能是多个波源，波的分布那就是叠加，而不是衍射。
根据惠更斯原理，波前上的每一点都可以看成是新的波源，那么就很好解释波的传播方向会改变了。

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