光的衍射图样_圆孔衍射和圆盘衍射图样

在光的传播过程中，当遭遇阻碍或狭小通道时，光的路径会发生微妙的偏移，继而绕过障碍物继续传播，这一现象，我们称之为光的衍射。衍射是光的一种独特性质，它所形成的明暗交替的图案，我们称之为衍射图样。

要产生光的衍射，条件颇为严格。障碍物或孔洞的尺寸需与光的波长相匹配，甚至小于光的波长。由于光的波长极短，通常只有数个微米之一的部分，因此只有当光线穿越、狭缝或细丝等微小物体时，我们才能清晰地观察到衍射现象。

这种现象的背后机理是相干光波的叠加效果。当光线照小孔或障碍物上时，我们可以将这些小孔边缘或障碍物的部分视为多个微小的光源（依据惠更斯原理）。这些微小光源发出的光相互干涉，最终在接收屏上呈现出明暗相间的条纹。

衍射现象可细分为多种类型。例如，单缝衍射会形成明暗不均的条纹；圆孔衍射则会产生明暗相间的圆环。当涉及圆盘衍射时，除了这些圆环外，中心还会出现一个被称为“泊松亮斑”的亮斑。

依据光源、衍射屏和接收屏之间的距离关系，衍射现象可分为菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射两大类。菲涅耳衍射发生在光源、衍射屏或接收屏之间的距离不是无限大时；而夫琅禾费衍射则发生在三者距离均为无限大的情况下，此时入射光和衍射光均为平行光。

在实际应用中，光的衍射发挥着重要作用。比如，在光谱分析中，我们可以利用衍射光栅光谱仪；在结构分析中，衍射图样对精细结构有“放大”效果，如X射线结构学；在相关光成像系统中，通过引进两次衍射成像概念，发展出空间滤波技术和光学信息处理。全息术中的衍射再现波阵面是记录和重现物体光波的重要步骤；晶体结构的测定也依赖于X光衍射，它是确定晶体结构的关键方法。