Question

光的衍射和干涉现象有何异同?

Answer 1

光的干涉与衍射都是光的波动性的表现，杨氏双缝干涉是典型干涉现象，当入射光是单色光时，通过双缝的光在屏上形成明、暗相间的条纹，称为干涉条纹．而单缝衍射是典型的衍射现象，当单色光通过单缝在屏上也形成明、暗相间的条纹，称为衍射条纹．它们都是光波相干叠加的结果．在本质上无区别．
但是两者之间仍存在着一定的差别．主要在两个方面．一是习惯上认为干涉是两束光或有限光束的相干叠加，如杨氏双缝干涉、薄膜干涉等．而衍射是从同一波阵面上各点发出的无数个子波(球面波)的相干叠加，如光遇到障碍物或孔隙时所发生的展衍现象．这种现象是由被障碍物或孔隙的边缘限制的波阵面上各点发出的无数子波，按照惠更斯一菲涅尔原理，它们相遇时会产生干涉，习惯上将这种干涉称为衍射．从这个意义上看，光的衍射实际上也是干涉．
另一方面，在处理方法上干涉和衍射也不同．在纯干涉问题中，每束光都是按几何光学的规律作直线传播，例如双镜、洛埃、镜劈尖和牛顿环的干涉．在衍射现象中，光不再遵循几何光学中的直线传播规律．在计算干涉和衍射的空间光强分布时，由于“干涉”是有限束光线的叠加，因此在其计算过程中必须求和而衍射是由被障碍物或孔隙的边缘限制的波阵面上各点发出的无数子波相互叠加的结果，所以计算过程是一个积分过程．
总之，只要是相长和相消的现象，都是波的叠加的结果，其本质都是干涉．当需强调波遇到障碍物并不形成边缘清晰的影象时，则可称为衍射现象．
有时，在同一个问题中同时具有干涉和衍射作用，最典型的是光栅衍射，它是单缝衍射和多缝干涉共同作用的结果．它即体现了干涉与衍射的统一性，也体现了它们之间的差别。