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[拼音]：diancibo de yanshe

[英文]：diffraction of electromagnetic wave

電磁波在傳播過程中遇到障礙物或者透過螢幕上的小孔時，由於其波動性而不按直線傳播的現象。孔或障礙物的線度越小，或波長越大，衍射現象越顯著。研究衍射現象對於研究光和無線電波的傳播十分重要。

在光學中處理衍射現象的基本原則是惠更斯－菲涅耳原理，它指出波面上每一點都可看作次級波源，將它們所發射出的子波疊加後就得到向前傳播的波，此原理可由麥克斯韋方程組出發從理論上予以說明。

對於以一定頻率作正弦振盪的所謂定態電磁波而言，電磁場的任一直角分量ψ滿足亥姆霍茲方程

墷2ψ+k2ψ=0，

式中波數

，ω為角頻率，μ 和ε分別為介質的磁導率和介電常數。在孔或障礙物的線度比波長大得多時，可以忽略電磁場的向量性，把波場看作一個標量場，用邊界上的ψ和

值表示介面內的ψ，這就是標量衍射理論。可用格林公式和格林函式方法將ψ(

x

)和邊界上的值聯絡起來，結果為

式中S是區域V的邊界，

n

是在面元dS′處指向區域V內的單位法線向量，r是從面元dS′處指向區域V內任一點x處的矢徑。上式稱為基爾霍夫公式，它是惠更斯-菲涅耳原理的數學表示。曲面S上每一面元dS′都可以看作次級波源，

表示由dS′向V內x點傳播的波，波源的強度由dS′處ψ和

的值確定。為了應用基爾霍夫公式，必須對曲面上ψ和

的值作某種近似假定。設無窮大平面衍射屏中部有一小孔，V為屏右邊空間，其介面S包括三個部分，即孔面S0，衍射屏右側的屏面S1和無窮大半球面S2，除了在無窮大半球面S2上

外，基爾霍夫提出下列近似

(1)在屏面S1上，

；

(2)在孔面S0上，ψ與

等於原來入射波的值。在經典光學裡，標準的衍射計算都以基爾霍夫近似為根據，需要指出的是，在離衍射屏邊緣的距離可以和波長相比擬的那些地方，基爾霍夫近似不適用，這時需要考慮衍射屏材料的影響。

衍射系統由波源、衍射屏和接收器組成。按照三者相互間距離的大小，通常將衍射分為兩類。一類是波源和接收器(或兩者之一)距離衍射屏有限遠，稱為菲涅耳衍射。另一類是波源和接收器都距離衍射屏無限遠，這類衍射稱為夫琅和費衍射。從傅立葉變換光學的觀點看來，夫琅和費衍射裝置就是傅立葉頻譜分析器，例如，由基爾霍夫公式用基爾霍夫近似求得的矩孔（邊長為a和b，a、b