繞射是波在遇到障礙物或小孔時，偏離直線傳播方向，進入陰影區域的現象。這種現象在水波、聲波、光波等波動中廣泛存在，揭示了波動的基本特性之一。
1. 單縫對水波的影響
當水波通過一個狹縫時，波的繞射行為由狹縫的寬度與波長之間的關係決定：
狹縫寬度對繞射的影響
- 狹縫較窄：當狹縫的寬度小於波長時，水波會產生更明顯的繞射，波前呈現圓形擴散的特徵。
- 狹縫較寬：當狹縫寬度大於波長時，水波的繞射效果較弱，波前接近直線。
波長對繞射的影響
- 波長較長：波長越長，繞射越顯著，波可以更輕鬆地繞過障礙物或通過狹縫擴散。
- 波長較短：波長越短，繞射越不明顯，波更接近直線傳播。
記憶秘訣
口細波長繞勁D：
- 當狹縫很窄（口細），波長較長（波長），波的繞射效果會更強（繞勁D）。
2. 單縫繞射的水波圖案
通過單縫的水波會呈現出以下特徵：
- 中央擴散波前：水波從狹縫中傳出時，波前會在縫的中心附近擴散成圓弧狀。
- 邊界波紋：靠近狹縫邊緣的波相對密集，形成清晰的干涉條紋。
繞射後的波依然保持波的頻率和速度不變，但方向分佈會更加廣泛。
3. 障礙物後的波重連現象
當水波遇到障礙物時，即使波的一部分被阻擋，波也會在障礙物後「重連」。這種現象的根本原因在於繞射與折射的綜合作用：
- 波的邊緣部分會繞過障礙物並向後擴散。
- 波的擴散區域會與另一側的波進行干涉，導致障礙物後方的波重新連續起來。
觀察：
即使障礙物寬度很大，阻擋了波的一部分，障礙物後的波形仍會出現弧形干涉波紋。
4. 繞射的應用
- 聲波繞射
聲波（例如人聲）可以繞過牆角傳播，因此我們可以在看不到聲源的地方聽到聲音。 - 光波繞射
光波在光柵中的繞射應用於分光儀，將光分解成不同波長的色光。 - 水波模擬
水波槽是研究繞射的常用設備，用於模擬波的擴散行為，觀察其繞射圖案。
5. 總結
波的繞射現象體現了波動性質的本質：
- 當狹縫窄或波長長時，波的繞射更明顯。
- 即使遇到障礙物，波也會透過邊緣的繞射和干涉作用重新連續。
繞射現象解釋了聲音的傳播、光波的色散及水波的擴散，並在光學與聲學等領域具有重要的應用價
