45、光的衍射：原理、计算与应用

光的衍射：原理、计算与应用

巴俾涅原理（Babinet’s Principle）

巴俾涅原理十分实用，借助该原理，我们可以通过分析细线的衍射图像，运用单缝衍射理论。例如，将一根头发置于激光笔的光束中，会产生衍射图像。只要我们知道激光的波长，通过测量光斑之间最小点的距离，就能以非常简单的方法确定头发的厚度。这一原理为我们提供了一种便捷的测量微观物体尺寸的途径。

Matlab 衍射计算程序

为了更深入地研究不同初始光强模式对衍射的影响，我们可以使用一个 Matlab 程序。该程序在计算单缝（或双缝）与捕获衍射图像的屏幕之间距离不是很长时的衍射情况时特别有用，因为此时有许多细节无法通过解析方法计算，但与实验观察结果相匹配。

程序使用说明

• 参数设置 ：程序需要一个代码（数字）作为参数，如 diffraction(4) 用于计算双缝后屏幕上的光强分布。间隙宽度、狭缝与屏幕之间的距离等参数必须手动输入到程序（函数参数）中。需要进行一些尝试和调整，以使计算区域覆盖我们感兴趣的整个衍射图像，但也不要过大。
• 代码获取 ：代码可在指定网页（http://www.physics.uio.no/pow）的“补充材料”页面获取。

主程序代码

function diffraction(code)
% 此程序计算并绘制具有圆柱对称性的各种衍射和/或干涉现象的强度模式
% 功能：code = 1: 单缝, 2: 高斯强度分布