菲涅耳衍射英文解釋翻譯、菲涅耳衍射的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 Fresnel diffraction

分詞翻譯：

菲的英語翻譯：

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

耳的英語翻譯：

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

衍射的英語翻譯：

diffract; diffraction
【化】 diffraction
【醫】 diffraction

專業解析

菲涅耳衍射（Fresnel Diffraction）是波動光學中的核心概念，指光波在傳播過程中遇到障礙物或孔徑時，在近場區域（即距離衍射屏有限距離内）發生的非均勻衍射現象。其物理本質是波前分割後各子波源發出的次級波相互幹涉的結果，與遠場的夫琅禾費衍射形成對比。以下是詳細解釋：

一、物理定義與原理

波前分割理論
菲涅耳基于惠更斯原理提出：波前上每一點均可視為次級子波源，障礙物後任意點的光場是這些子波相幹疊加的結果。衍射強度分布取決于波前被遮擋部分的形狀及觀測距離。

近場特征
觀測屏與衍射屏的距離滿足菲涅耳條件：$$ z ll frac{a}{lambda} $$（(a)為孔徑尺寸，(lambda)為波長），此時衍射圖樣隨距離變化且邊緣模糊。

數學表征
光場複振幅通過菲涅耳積分計算：

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

其中 (K(theta)) 為傾斜因子，(Sigma) 為開口區域（來源：Hecht, Optics 5th ed., Pearson）。

二、典型現象與應用

泊松亮斑
圓盤衍射中心出現的亮斑（1818年菲涅耳理論預言），證實光的波動性。

工程應用
- 激光束整形：通過菲涅耳波帶片調控光強分布（來源：MIT OpenCourseWare, Optical Engineering）。
- 光學檢測：用于表面缺陷分析及微結構測量（來源：SPIE Digital Library, DOI:10.1117/12.2526420）。

三、術語對照與拓展

漢英對照：菲涅耳衍射 (Fresnel Diffraction) / 菲涅耳積分 (Fresnel Integral)
相關概念：菲涅耳波帶片（Fresnel Zone Plate）、菲涅耳數（Fresnel Number）

權威參考文獻：

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.

網絡擴展解釋

菲涅耳衍射（Fresnel diffraction）是波動光學中的核心概念，指光波在近場區域遇到障礙物或孔隙時發生的衍射現象。以下從定義、物理意義、數學原理及實驗觀察等方面進行詳細解釋：

一、定義與特性

菲涅耳衍射發生在光源、障礙物（或孔隙）與觀察屏之間距離有限的條件下。其核心特征是波陣面彎曲，每個波陣面上的點都可視為次級波源，通過相幹疊加形成衍射圖樣。與夫琅禾費衍射（遠場衍射）不同，菲涅耳衍射屬于近場衍射，適用于菲涅耳數$F = frac{a}{λz} > 1$的情況（$a$為孔徑尺寸，$λ$為波長，$z$為觀察距離）。

二、物理意義

波動性驗證：菲涅耳衍射實驗（如圓孔/圓屏衍射）證明了光具有波動性，例如著名的“泊松亮斑”現象。
能量重新分布：當障礙物尺寸與波長相當時，光波繞過障礙物并重新分配能量，形成明暗交替的衍射條紋。

三、數學原理

基于惠更斯-菲涅耳原理，衍射積分公式可表示為： $$ E(P) = frac{1}{iλ} iint_{Sigma} frac{e^{ikr}}{r} K(theta) , dS $$ 其中$K(theta)$為傾斜因子，描述次級波的傳播方向性。實際計算中常采用半波帶法或數值方法（如Matlab模拟）簡化分析。

四、實驗觀察

典型裝置：使用單色光源、孔徑（如狹縫或圓孔）及有限距離的接收屏。
現象特征：衍射圖樣呈現非對稱性，且隨觀察距離變化發生動态演變（如條紋間距和強度分布）。

五、比較與應用

對比項	菲涅耳衍射	夫琅禾費衍射
適用條件	近場（$F > 1$）	遠場（$F ll 1$）
波陣面特性	彎曲或發散波陣面	平面波或準平面波
典型應用	激光束傳播分析、全息成像	光栅光譜儀、遠場成像系統

局限性

菲涅耳衍射模型在以下場景需修正：

極短波長（如X射線）或複雜介質邊界條件；
高精度遠場計算需切換至夫琅禾費模型。

如需進一步了解實驗模拟或公式推導細節，可參考Matlab數值分析案例或半波帶法圖示解析。