光波的繞射

(一) 繞射原理

依據惠更斯原理，平行光的波前傳至狹縫時，狹縫口之間可視為無數個同相點波源。屏上某一點的亮暗，為這些點波源發出的光波集體              的結果。

(二) 光的繞射亮點與暗點條件

1. 中央亮紋：光程差＝0

以屏幕中央而言，AB間所有點波源至此的光線皆可視為水平方向的平行光波，故可視為              干涉，形成最亮紋。

2. 暗紋：光程差 ＝ n λ，n=1,2,3...

若AB兩點光源至該屏幕上的波程差δ為光波波長λ的整數倍時，AB間所有點光源全可配對成                干涉，故形成暗紋。

3. 次亮紋：光程差  ＝ (n＋1/2)  λ，n=1,2,3...

若AB兩點光源至該屏幕上的波程差δ為光波波長之半(λ/2)的奇數倍時，AB間所有點光源可逐群配對成反相干涉，剩餘區段無法配對相消，故形成次亮紋。

(四) 結語

除了中央亮紋外，單狹縫繞射的亮、暗紋分布條件正好與雙狹縫干涉相反，且亮紋亮度極不均勻。實驗時為了容易觀察繞射圖形，應儘量          環境光源，並          狹縫寬度w，或          狹縫與光屏的距離L，波長λ越長的光源產生的繞射條紋也越明顯。當單狹縫寬度w遠大於光波波長λ時，各亮帶之間緊接在一起，光屏上將僅見到狹縫被照明映射的幾何形狀，故日常生活所見狹縫產生光的繞射現象不易被人察覺。