波的繞射(也稱衍射)指的是當(dāng)波在傳播的過程中遇到障礙物，能夠從障礙物的邊緣繞過，之后進(jìn)入幾何陰影區(qū)繼續(xù)傳播的一種現(xiàn)象。
當(dāng)一束幾何光學(xué)射線傳播過程中遇到物體時(shí)，如果物體的是不連續(xù)的，就將會(huì)發(fā)生繞射現(xiàn)象。凱勒曾經(jīng)提出了一種稱為“幾何繞射理論”的方法，它能夠?qū)Ω哳l的電磁場進(jìn)行理論上的計(jì)算。這種方法將一種新的繞射射線進(jìn)行引入，它能夠消除陰影邊界上場的不連續(xù)性。它有以下三點(diǎn)基本概念：(1)繞射場將會(huì)隨著繞射射線進(jìn)行傳播，使用費(fèi)瑪原理能夠進(jìn)行射線軌跡的確定；(2)繞射僅僅由物體上繞射點(diǎn)臨域中的物理特性與幾何特性來決定；(3)繞射射線在離開繞射點(diǎn)之后依舊遵循幾何光學(xué)定律。
下面對(duì)邊緣繞射與表面繞射這兩種基本的繞射情況予以簡要介紹。
1. 邊緣繞射
凱勒指出，入射線與邊緣的夾角大小和繞射射線與邊緣的夾角大小是相同的。入射線與繞射線分別存在于繞射點(diǎn)與邊緣互相垂直的平面兩側(cè)或者存在于同一個(gè)平面上。無窮多條繞射射線能夠由一條入射線所激起，而且它們?nèi)看嬖谟谕粋€(gè)圓錐面上，該面的頂點(diǎn)為繞射點(diǎn)，正如圖(a)所示。對(duì)于圖(b)，當(dāng)邊緣與入射射線相互垂直，圓錐面則就會(huì)變成為一個(gè)平面圓盤，邊緣與這個(gè)圓盤相互垂直。上述統(tǒng)稱為邊緣繞射定律。開關(guān)柜內(nèi)局部放電產(chǎn)生的UHF電磁波從柜內(nèi)穿過柜門與柜體的縫隙向外傳播時(shí)，就會(huì)發(fā)生邊緣繞射。
邊緣繞射示意圖
2. 表面繞射
當(dāng)射線射向理想導(dǎo)體的光滑表面并最后達(dá)到陰影區(qū)域的過程中，射線將分為兩部分進(jìn)行傳播：一部分入射波繼續(xù)沿直線傳播，另外一部分入射波將沿著物體的表面進(jìn)行傳播，也就是表面射線。這些表面射線在傳播的過程中將會(huì)沿著物體表面的切線方向繼續(xù)發(fā)出繞射射線。如圖所示。對(duì)于a圖中處在陰影區(qū)的點(diǎn)P，入射線表面上和Q1相切，繞射線在表面土與Q2點(diǎn)相切，所以表面射線將是沿著Q1和Q2之間最短的路徑進(jìn)行傳播的。上述統(tǒng)稱為表面繞射定律。開關(guān)柜內(nèi)局部放電產(chǎn)生的UHF電磁波在柜內(nèi)的傳播過程中，當(dāng)波頭遇到絕緣子、電纜等表面光滑的圓柱形物體便會(huì)發(fā)生表面繞射。另外，當(dāng)UHF電磁波通過開關(guān)柜的縫隙后會(huì)沿著開關(guān)柜的柜體外表面?zhèn)鞑ィ@也屬于表面繞射現(xiàn)象。
表面繞射示意圖
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