菲涅耳衍射英文解释翻译、菲涅耳衍射的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 Fresnel diffraction

分词翻译：

菲的英语翻译：

humble; poor; unworthy
【化】 phenanthrene; phenanthrine
【医】 phenanthrene

耳的英语翻译：

ear; erbium
【医】 aures; auri-; auris; ear; ot-; oto-

衍射的英语翻译：

diffract; diffraction
【化】 diffraction
【医】 diffraction

专业解析

菲涅耳衍射（Fresnel Diffraction）是波动光学中的核心概念，指光波在传播过程中遇到障碍物或孔径时，在近场区域（即距离衍射屏有限距离内）发生的非均匀衍射现象。其物理本质是波前分割后各子波源发出的次级波相互干涉的结果，与远场的夫琅禾费衍射形成对比。以下是详细解释：

一、物理定义与原理

波前分割理论
菲涅耳基于惠更斯原理提出：波前上每一点均可视为次级子波源，障碍物后任意点的光场是这些子波相干叠加的结果。衍射强度分布取决于波前被遮挡部分的形状及观测距离。

近场特征
观测屏与衍射屏的距离满足菲涅耳条件：$$ z ll frac{a}{lambda} $$（(a)为孔径尺寸，(lambda)为波长），此时衍射图样随距离变化且边缘模糊。

数学表征
光场复振幅通过菲涅耳积分计算：

$$ U(x,y) propto iint_{Sigma} frac{e^{ikr}}{r} K(theta) , dsigma $$

其中 (K(theta)) 为倾斜因子，(Sigma) 为开口区域（来源：Hecht, Optics 5th ed., Pearson）。

二、典型现象与应用

泊松亮斑
圆盘衍射中心出现的亮斑（1818年菲涅耳理论预言），证实光的波动性。

工程应用
- 激光束整形：通过菲涅耳波带片调控光强分布（来源：MIT OpenCourseWare, Optical Engineering）。
- 光学检测：用于表面缺陷分析及微结构测量（来源：SPIE Digital Library, DOI:10.1117/12.2526420）。

三、术语对照与拓展

汉英对照：菲涅耳衍射 (Fresnel Diffraction) / 菲涅耳积分 (Fresnel Integral)
相关概念：菲涅耳波带片（Fresnel Zone Plate）、菲涅耳数（Fresnel Number）

权威参考文献：

Born, M. & Wolf, E. Principles of Optics (7th ed.), Cambridge University Press.
Goodman, J.W. Introduction to Fourier Optics (4th ed.), W.H. Freeman.
Fresnel, A. Mémoire sur la diffraction de la lumière (1819), Annales de Chimie et de Physique.

网络扩展解释

菲涅耳衍射（Fresnel diffraction）是波动光学中的核心概念，指光波在近场区域遇到障碍物或孔隙时发生的衍射现象。以下从定义、物理意义、数学原理及实验观察等方面进行详细解释：

一、定义与特性

菲涅耳衍射发生在光源、障碍物（或孔隙）与观察屏之间距离有限的条件下。其核心特征是波阵面弯曲，每个波阵面上的点都可视为次级波源，通过相干叠加形成衍射图样。与夫琅禾费衍射（远场衍射）不同，菲涅耳衍射属于近场衍射，适用于菲涅耳数$F = frac{a}{λz} > 1$的情况（$a$为孔径尺寸，$λ$为波长，$z$为观察距离）。

二、物理意义

波动性验证：菲涅耳衍射实验（如圆孔/圆屏衍射）证明了光具有波动性，例如著名的“泊松亮斑”现象。
能量重新分布：当障碍物尺寸与波长相当时，光波绕过障碍物并重新分配能量，形成明暗交替的衍射条纹。

三、数学原理

基于惠更斯-菲涅耳原理，衍射积分公式可表示为： $$ E(P) = frac{1}{iλ} iint_{Sigma} frac{e^{ikr}}{r} K(theta) , dS $$ 其中$K(theta)$为倾斜因子，描述次级波的传播方向性。实际计算中常采用半波带法或数值方法（如Matlab模拟）简化分析。

四、实验观察

典型装置：使用单色光源、孔径（如狭缝或圆孔）及有限距离的接收屏。
现象特征：衍射图样呈现非对称性，且随观察距离变化发生动态演变（如条纹间距和强度分布）。

五、比较与应用

对比项	菲涅耳衍射	夫琅禾费衍射
适用条件	近场（$F > 1$）	远场（$F ll 1$）
波阵面特性	弯曲或发散波阵面	平面波或准平面波
典型应用	激光束传播分析、全息成像	光栅光谱仪、远场成像系统

局限性

菲涅耳衍射模型在以下场景需修正：

极短波长（如X射线）或复杂介质边界条件；
高精度远场计算需切换至夫琅禾费模型。

如需进一步了解实验模拟或公式推导细节，可参考Matlab数值分析案例或半波带法图示解析。