Question

波为什么会出现衍射现象？

Answer 1

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解析:

用惠更斯原理解释水波的衍射现象

从波源发出的波经过同一传播时间到达的各点所组成的面，叫做波面（或波前）．荷兰物理学家惠更斯经过长期研究，于1690年提出了一条关于波的传播的重要原理，叫做惠更斯原理，这一原理是：波面上的各点可以看做是新的波源，叫做子波源．从这些子波源发出的子波所形成的包面（或包迹），就是下一时刻的新的波面．

用惠更斯原理很容易说明水波通过障碍物的缝时的衍射现象．设波阵面为直线形的水波，到达障碍物的缝时，缝上各点成为新的子波源．以这些子波源为中心作半径为vt（v为波速）的半圆面，再作与半圆面相切的包面，这个包面就是波通过缝后在时刻t的波面．从图中可以看出，直线形水波通过缝后，除与缝的宽度相等部分的波面仍为直线外，在缝的边缘处，波面的相当大的一部分发生了弯曲，传播到了障碍物的后面，这就是衍射现象．

当缝的大小（或障碍物的大小）跟波长相差不多时就发生明显的衍射现象．如果缝很宽，其宽度远大于波长，则波通过缝后基本上是沿直线传播的，衍射现象就很不明显了．

用惠更斯原理虽然能定性地解释衍射现象，但不能对衍射现象作出定量的分析．19世纪初法国物理学家菲涅耳补充了惠更斯原理，他认为任一时刻的波面并不是简单地由子波的包迹形成的，而是它们互相干涉的结果．经过这样补充的惠更斯-菲涅耳原理，能够确切地解释波的衍射现象．