衍射法

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与干涉现象一样，衍射现象在光学中早已为人们所熟悉。只是到出现激光后，为我们提供高亮度，相干性好的单色光源，才使衍射效应的应用成为可能。

衍射测量是利用光通过被测物与参考物之间的间隙来形成衍射图条纹而实现的。图3．3－3是衍射测量原理图。由物理光学可知夫琅和费单缝衍射条纹的强度分布为：

图3．3－3 衍射测量原理

式中；

I₀为θ=0时的光强。

上式表明当ωsinθ=nλ(n=±1、±2、±3…)时，衍射图样出现最小值，在θ值很小时有：

其中：ω为间隙宽度；

X_n为序数为n的条纹中心到衍射中心的距离；

R为间隙到观察面之间的距离。

单缝衍射的特点是：(1)当间隙ω变小时，衍射条纹对称于中心亮点向两边扩展，间距增大；(2)衍射暗点等距分布在中心亮点两侧；(3)衍射级增加，亮条纹光强迅速减弱。

衍射图样的展开方向与缝宽方向垂直，在实际的衍射计量应用中，真正的狭缝将反映物体的间隔、位移、剖面以及其他可相联的间接变量。由于测量要求和测量对象不同，组成狭缝的形位是多种多样的，图3．3－4给出了几种典型的形位布置。利用衍射法可测量狭缝宽度、细线直径、位移值，应变值、薄膜涂层厚度、钟表游丝、微孔直径等。有关详细内容参见文献［3］。

图3．3－4 各种衍射隙缝

【参考文献】：

［1］王因明主编，光学计量仪器设计，机械工业出版社，1982。

［2］薛实福、李庆祥编着，精密仪器设计，清华大学出版社，1991。

［3］叶声华主编，激光在精密计量中的应用，机械工业出版社，1980。

［4］罗南星主编，几何量计量技术简明教程，机械工业出版社，1993。

［5］角度计量编写组，角度计量，中国标准出版社，1984。

［6］童竞主编，几何量测量，机械工业出版社，1988。

［7］王江主编，现代计量测试技术，中国计量出版社，1990。

［8］蒋诚志编，计量光学，中国计量出版社，1989。

［9］梁铨廷主编，物理光学，机械工业出版社，1981。

［10］强锡富，于汶编，电路基础与电路量仪，哈尔滨工业大学出版社，1989。

［11］黑龙江省标准计量局、哈尔滨工业大学编，长度计量手册，科学出版社，1979。

［12］张国雄、沈生培主编，精密仪器电路，机械工业出版社，1987。

［13］几何量实用测试手册编委会，几何量实用测试手册，机械工业出版社，1985。