在光學上，夫琅禾費衍射（以約瑟夫·馮·夫琅和費命名），又稱遠場衍射，是波動衍射的一種，在場波通過圓孔或狹縫時發生，導致觀測到的成像大小有所改變，成因是觀測點的遠場位置，及通過圓孔向外的衍射波有漸趨平面波的性質。
基本介紹
- 中文名：夫琅禾費衍射
- 外文名：Fraunhofer diffraction
- 發現人：約瑟夫·馮·夫琅禾費
- 類型：波動衍射
- 別名：遠場衍射
- 類似現象：菲涅爾衍射
- 套用學科：光學
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簡介
夫琅禾費近似
在標量衍射理論中，夫琅禾費近似是對菲涅耳衍射積分的遠場近似式，
形式
解釋
夫琅禾費衍射使用惠更斯－菲涅耳原理，藉以把通過圓孔或狹縫的一波動分成多個向外的波動，使用透鏡來有目的地衍射光的觀測實驗一般被用作描述這個原理。當波動通過時，波動會被衍射分成兩個波動，之後以平行的角度各自行進，後面跟著進來的波動亦是如此，在觀測時把螢幕放在行進路線上來看成像條紋這個方法就用到這樣的原理。
當一遭到衍射的波動在最初衍射點的近場距離，在與其他波動平行下被觀測到時，我們會看到菲涅耳衍射，因為用圓孔與螢幕
間距離用菲涅耳數方程計算出的結果小於1，這方程可在觀測平行波的衍射程度時用到，方程需要的物理量為圓孔或縫隙的大小
、波長
以及離圓孔的距離
。當距離或波長增加時，由於在圓孔或物件邊緣的波動開始變得像平面波，所以會產生夫琅禾費衍射。
圓孔形式
觀測時，會看到菲涅耳衍射所產生的圓孔成像，大小與形狀會與原來的圓孔不一樣，即是說邊緣多少會有一些鋸齒在，但是夫琅禾費衍射的成像則只有大小的改變，這是因為遠場的波動比較接近平行光束及平面波的性質。
遠場衍射條紋可在校準好的透鏡的成像平面上被觀測到（大小除外）。點狀光源在衍射屏產生的遠場條紋可在光源的成像平面上被觀測到。
在遠場衍射中，如果觀測螢幕在圓孔不動時往後移動，則產生的條紋會一致地改變大小。但近場衍射則不會這樣，衍射條紋的大小與影狀都會改變。
狹縫形式
要做到夫琅禾費狹縫衍射，可以使用兩塊透鏡及一片螢幕。使用點狀光源及準直透鏡可以做出平行光束，然後這光束會通過狹縫。狹縫後會有另一塊透鏡，把平行光束聚焦到螢幕上作觀測之用。同樣的設定可用於多狹縫衍射，會造出不同的衍射條紋。
由於這種衍射數學上並不複雜，實驗設定可以很準確地找出入射單色光的波長。
