生活中的繞射實例（Examples of Diffraction in Everyday Life）與歷史發展

生活中的繞射實例(Examples of Diffraction in Everyday Life)與歷史發展
國立台南第一高級中學二年級王昱哲/國立台南第一高級中學物理科王俊乃老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

繞射現象在日常生活中處處可見。最具有特色的繞射現象是與光有關的下列實例，舉個例子：在CD或DVD表面具有排列密集的軌道，原會呈現繞射光柵的效應，使我們能夠看到光碟片上像彩虹般色彩繽紛的圖案。這項物理原理可被推廣至設計一個可產生任何想要圖案的光柵；信用卡上的全像片(hologram)即為一例。大氣層中因微小粒子所產生的繞射，可以在如太陽或月亮等高亮度光源周圍，產生一圈光暈。當一項堅硬的固體被密集的光束所照射，在其影子的邊緣上可看見細小的亮紋分佈。以上所敘述的現象均歸因於光是一種波動。

任何一種波皆可產生繞射。海波在防波堤或其他障礙物上產生繞射。聲波可在物體上繞射，這也是為什麼別人可以聽到我們在一棵樹木後面叫他的聲音。繞射也可能在技術應用層面上形成問題，例如繞射影響了照相機、望遠鏡或顯微鏡等光學儀器的鑑別能力(resolution)。

繞射的現象最早由 Francesco Maria Grimaldi細心觀察發現；他並且從拉丁文引進一字“diffringere”，原意為把一物摔成碎片，現在變成英文的“diffraction”，解釋為一束光在不同的方向分割散射出去。但Grimaldi之觀測結果卻是在他死後才發行於世。牛頓研究了他的研究結果，並且將這些現象歸因於光的曲折變化。James Gregory觀察了羽毛所造成的繞射圖案，此圖案是人類史上第一個被觀測到的光柵繞射。1803年，Thomas Young進行著名的夾縫干涉實驗，他觀測由於兩個間距緊密的夾縫，產生的波的干涉現像。他利用光波從兩夾縫間發射而相互干涉的結果，來解釋光是以波的形式行進。Augustin-Jean Fresnel做了繞射現像更有決定性的計算與研究，並且在1815年和1818年發表，也因此給了Christiaan Huygens與Thomas Young所共同發表的理論－“光是一種波”的理論強大支持，與牛頓所發表的“光是一種粒子”的論述相抗衡。

參考資料：
http://en.wikipedia.org/wiki/Diffraction_grating