【化】 three dimensional diffraction
三維衍射（Three-Dimensional Diffraction）是波動光學中的核心概念，指波（如光波、聲波）在三維空間中傳播時遇到障礙物或孔徑後，波前發生彎曲并重新分布能量的現象。其本質是波在傳播過程中因受到限制而産生的幹涉效應，區别于二維模型的簡化描述。以下從漢英詞典視角解析其定義、原理與應用：
當波（電磁波、物質波等）在三維介質中傳播時，因受物體邊界或周期性結構影響，波前發生畸變，導緻能量在空間非均勻分布的現象。
英文釋義：The phenomenon where waves deviate from rectilinear propagation in a 3D medium due to obstacles or apertures, resulting in interference patterns and spatial redistribution of wave energy.
惠更斯-菲涅爾原理（Huygens-Fresnel Principle）
波前每一點可視為次級子波源，三維空間中子波的相幹疊加形成衍射圖樣。
公式表達：
$$ U(P) = frac{1}{ilambda} iint_{Sigma} U(Q) frac{e^{ikr}}{r} cos thetadS $$
其中 ( U(P) ) 為觀測點振幅，( Sigma ) 為波前曲面，( r ) 為源點到觀測點距離（參考：Born & Wolf, Principles of Optics）。
基爾霍夫衍射理論（Kirchhoff's Diffraction Theory）
嚴格數學描述三維标量波衍射，涵蓋菲涅爾衍射（近場）與夫琅禾費衍射（遠場）兩種模式。
X射線晶體學
利用X射線在晶體原子三維點陣中的衍射，解析物質微觀結構（如DNA雙螺旋的發現）。
來源：International Union of Crystallography (IUCr), Fundamentals of Crystallography。
全息成像技術
通過記錄物光波與參考光波的三維幹涉圖樣，重構物體立體信息（來源：Optical Society, Handbook of Optical Engineering）。
聲學超材料設計
調控聲波在三維周期結構中的衍射行為，實現聲隱身或聚焦（來源：American Physical Society, Physical Review Applied）。
三維衍射是波動現象在三維空間中的擴展，指波（如光波、X射線或電子波）遇到三維周期性結構（如晶體）時發生的散射和幹涉現象。以下是詳細解析：
基本定義
三維衍射指波在傳播過程中，遇到三維周期性排列的障礙物（如晶體原子）時，發生散射并形成三維幹涉圖樣的現象。與二維衍射不同，其幹涉條件需同時滿足三維方向上的相位匹配。例如X射線通過晶體時，會在三維空間産生特定方向的衍射斑點。
關鍵條件
數學表達——布拉格方程
衍射極大值滿足：
$$
2dsinθ = nλ
$$
其中$d$為晶面間距，$θ$為入射角，$λ$為波長，$n$為整數。該方程揭示了三維晶體結構與衍射角度的定量關系。
應用領域
技術發展
現代三維電子衍射技術通過旋轉樣品采集多角度二維衍射圖譜，經三維重構可解析納米晶體的原子坐标，分辨率達0.8-1.5Å。
此現象本質是波動性與周期性結構的相互作用，為材料科學、生物大分子結構解析提供了核心方法。需進一步了解可查閱晶體學專著或X射線衍射實驗手冊。
【别人正在浏覽】