一、光的衍射现象

按几何光学的观点，自点（或线）光源发出的光波，当其通过圆孔、狭缝或任意形状的障碍物而到达观察屏上时，在屏上应该呈现光的直线传播的影像，影内完全没有光，影外有均匀的光强分布，这反映了光的直线传播特性。然而实际上当孔或障碍物线度很小（线度为光源波长的10～10³倍）时，发现光进入影内，并且在影外的光强分布不再均匀，而出现明暗相间的条纹。例如，自点光源发出的光源，通过与光源相距一定距离的小圆孔（直径约3×10^-3m），则在圆孔后的观察屏上得到明暗相间的圆形图样，如图10-1所示。说明点光源发出的球面光波通过小孔时，出现光传播偏离直线传播的现象。如果用其他形状的孔或障碍物做实验时，可以观察类似的现象，这就是光的衍射现象。

二、惠更斯—菲涅耳原理

惠更斯原理指出：光波的波阵面∑（图10-2）上的每一点均可看成是发射子波的新波源，任一时刻子波的轨迹就是新的波阵面。

虽然惠更斯原理可以解释光的衍射现象，但由于各种介质中光的传播速度不同，波阵面的几何形状和光波传播方向都发生变化，它不能确定沿不同方向传播的光振动的振幅。因而不能解释为什么会出现衍射条纹，更不能确定条纹的位置的光强分布。菲涅耳基于子波相干叠加概念，发展惠更斯原理而形成惠更斯—菲涅耳原理：从同一波阵面上各点发出的子波，在传播过程相遇时也能相互叠加而产生干涉现象，空间各点波的强度由各子波在该点的相干叠加所决定。(www.daowen.com)

三、菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射

衍射系统是由光源、衍射屏和观察屏组成，依据上述三者的相对位置的大小，把衍射现象分为两类：当光源和观察屏或其中之一与衍射屏的距离为有限远时的衍射称为菲涅耳衍射[图10-3（a）]。而光源和观察屏均离衍射屏为无限远的衍射，即入射到衍射屏和离开衍射屏的光都是平行光的衍射称为夫琅禾费衍射[图10-3（b）]。

图10-3（c）所示是夫琅禾费衍射装置原型，通常借助成像光学系统来实现。把光源S放在透镜L₁前焦点处，观察屏置于后一透镜L₂的后焦平面处。我们知道沿相同方向传播的平行光，将汇聚于透镜后焦平面上的一点，即在后焦平面上某点处叠加。而放在衍射屏前的透镜L₁将光源发出的球面波变成平面波。不难看出图10-3（c）中设置透镜L₁和L₂后实现了夫琅禾费衍射的限制性条件。在观察屏E上将会观测到夫琅禾费衍射图像（光强分布）。

相对菲涅耳衍射来说夫琅禾费衍射是一种特例。然而夫琅禾费衍射计算比较简单，同时也使衍射过程的物理内涵更为清晰，它是现代波动光学的基础。