英語翻譯：

【化】 light diffraction

分詞翻譯：

光的英語翻譯：

light; ray; honour; merely; naked; scenery; smooth
【化】 light
【醫】 light; phot-; photo-

衍射的英語翻譯：

diffract; diffraction
【化】 diffraction
【醫】 diffraction

專業解析

光衍射（Light Diffraction）是指光波在傳播過程中遇到障礙物或小孔時，偏離直線傳播路徑并發生彎曲擴散的現象。該效應本質上是光波動性的直接體現，當光波陣面的一部分被阻擋時，未被阻擋的部分會以次級波的形式傳播并産生幹涉，形成明暗相間的衍射圖樣。

核心機制與特征

1. 波動性基礎

   光衍射遵循惠更斯-菲涅耳原理（Huygens-Fresnel Principle）：波陣面上每一點均可視為發射次級球面子波的波源，這些子波相幹疊加形成新的波前。例如，單色光通過狹縫後，因子波幹涉在屏幕上形成中央亮紋與對稱衰減的次級條紋。

2. 波長依賴性

   衍射強度與光波長（λ）顯著相關。根據夫琅禾費衍射公式，單縫衍射暗紋位置滿足：

   $$ a sin theta = mlambda quad (m = pm1, pm2, cdots) $$

   其中 (a) 為縫寬，(θ) 為衍射角。波長越長，衍射角越大，現象越明顯。

3. 典型實驗裝置

   • 單縫衍射：光通過遠小于波長的狹縫，産生寬幅衍射條紋。
   • 圓孔衍射：艾裡斑（Airy Pattern）形成，其角半徑公式為 ( theta approx 1.22 lambda / D )（(D) 為孔徑），制約光學儀器分辨率。
   • 光栅衍射：多縫幹涉疊加增強衍射效應，主極大位置滿足 ( d sin theta = mlambda )（(d) 為光栅常數），用于光譜分析。

應用領域

• 光學儀器設計：衍射極限決定顯微鏡與望遠鏡的分辨能力。
• 光譜技術：衍射光栅分解光源波長成分，應用于物質成分分析。
• 全息成像：利用幹涉與衍射記錄并重建物體三維波前信息。

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權威參考來源

1. 《光學原理》（Principles of Optics, Max Born & Emil Wolf），第7章"衍射理論"
2. 中國科學院物理研究所《光學手冊》"波動光學"章節
3. 美國光學學會（OSA）出版物 Optics Express 衍射相關研究論文

網絡擴展解釋

光的衍射是光波在傳播過程中遇到障礙物或小孔時，偏離直線路徑繞到障礙物陰影區域的現象，證明了光的波動性。以下是詳細解釋：

1.定義與本質

光的衍射指光波繞過障礙物邊緣或穿過小孔後，在後方形成明暗相間條紋或光環的現象。這一現象無法用幾何光學解釋，需基于光的波動性理論（如惠更斯-菲涅耳原理）分析。

2.發生條件

發生明顯衍射需滿足：障礙物或孔的尺寸與光波波長相近或更小。例如可見光波長約400-770納米，日常物體尺寸遠大于此，故生活中少見明顯衍射現象。

3.常見類型

• 單縫衍射：光通過狹縫後形成中央寬亮條紋與兩側漸窄的明暗相間條紋。
• 圓孔衍射：光通過小圓孔形成明暗交替的同心圓環。
• 泊松亮斑：光照射不透明圓盤時，陰影中心出現亮斑（波動說的重要證據）。

4.原理與理論

• 惠更斯-菲涅耳原理：波前每點作為次級子波源，後續波面是子波的相幹疊加。
• 分類：
  • 菲涅耳衍射（近場衍射）：光源和觀察屏距障礙物有限遠。
  • 夫琅禾費衍射（遠場衍射）：光源和屏距障礙物無限遠，入射與衍射光均為平行光。

5.實際現象與應用

• 生活實例：透過緊并的兩支筆縫隙看燈光，可見彩色條紋。
• 科學意義：與幹涉現象共同驗證光的波動性，推翻牛頓“微粒說”。

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注：如需更深入的理論公式（如單縫衍射光強分布），可參考中的夫琅禾費衍射定理。

分類

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