光是直线前进的。但是，如果路途上经过的媒质种类和性质有了变化，或者碰到了什么别的障碍物，那它就不能继续一直向前跑了。如前面介绍过的，障碍物不透明，光就会回头跑去（反射）；障碍物是透明的，光就一头扎进去而拐弯走（折射）。除此之外，光遇见某些障碍物时还会绕过去，这在科学上被称为“绕射”或“衍射”。

光的衍射，简单说来，就是：光在均匀的媒介物质中传播的时候，遇到迎面挡住的障碍物或者开孔，传播路径就会出现弯曲而绕道到障碍物的背后去。换句话说，光的衍射就是光绕道前进的现象。

光，的衍射现象是怎样形成的呢？

我们来看一个小实验吧。将一块石子投进一片平静的水塘里去，水面上就会产生一圈一圈的波纹，并且大圈套小圈、小圈推大圈地向外传播开去。如果在某个地方立置两块木板，这两块木板一字形排开，截断水塘，在两块木板之间留一个口子，则水波在两块木板之间的开口处就会遭到破坏，从而产生复杂的花样。

现在，我们假设波源是一个极小的光源（光学上叫做点光源），它发出的光向周围传播。从波动学说的观点来看，光是以这个点光源为中心，以光波的形式一圈一圈向外传播的。不过，它不同于上述那种水面上的波纹。在这里，光波是以点光源为中心的向周围空间传播的球面波。大球面套小球面；小球面不断长大，里面又产生新的小球面；小球面推大球面，光的球面波就这样向周围空间传播开去。如果在路途上遇到了不透明板的开孔，光波的球面形式在开孔处就遭到了破坏，并且只有一部分波能从开孔处通过，传播就发生了变化。

我们可以把达到开孔的球面波看作母波，把它上面的一切点都看作新的波源，从每一个新的波源发出球面子波。这些球面子波也是向思围传播开去。

但是，如果从光的直线传播观点来看，点光源发出的光，在挡板开孔方向传播，以直径构成的圆为底面的圆锥形空间里。也就是说，只有这部分圆锥空间是被照亮的“几何照明区”，而挡板阻挡住的、圆锥以外的空间是完全黑暗的“几何阴影区”。这两个区域，以圆锥面为界，应有非常清晰的界限才是。

我们放置一个屏，如果光是直线传播的，那末，在屏上应是清晰的圆光斑。但实际上，在“几何阴影区”里有亮环纹，而在“几何照明区”里又有暗环纹。这就说明，光在通过极小的开孔后，不遵守直线前进的规则，光线发生了弯曲，也就是说，光绕道前进了，出现了衍射现象。

光的衍射现象与光的波长或频率有密切关系。我们知道，光的波长很短，就可见光而言，波长范围在3900～7600埃左右。光所遇到的障碍物的开孔孔径同光波波长相比较，其相差量的大小决定了光的衍射的发生条件。

在上述光的衍射例子中，若将那块带开孔的不透明挡板变换一下，改用一个圈孔大小可调的不透明挡板，让点光源照射在这个可调的圆孔上。起初，孔的直径调节到比光的波长大得多，在孔后适当位置的屏上会出现一个圆形轮廓清晰的明亮光斑，这说明光是沿直线传播开去的。然后，逐渐把孔径调小，直到孔的直径比光的波长大而又相差不多的时候，屏上除了原来正对小孔处有圆形的亮斑外，外围就出现了明暗相间的花样。这表明光已绕射到小孔的外面去了，形成了衍射花样，整个衍射花样分布的面积比原来的光斑要大得多。这就说明，光已经不是沿直线传播而产生明显的衍射现象。

我们再将上面那种可调节圆孔换成可调节宽度的单狭缝，让一个有直线灯丝的光源照射在狭缝上。当缝宽较大时，狭缝后的光屏上出现的是一条轮廓清晰的光带；将狭缝宽度逐渐调小，光屏上就会出现衍射条纹，而且中间的亮条纹最亮，旁边的亮条纹则比较暗。

我们可以用铅笔做一个简单的衍射实验。把两支铅笔并拢在一起，中间留个小小的缝隙，透过这个“单狭缝”去看电灯，就可以见到单缝的衍射条纹。

如此看来，光的衍射规律和直进规律还有着矛盾——光又是直线前进，又是绕道前进。正因为这样，在光的发展史上引起过激烈的争论，以致光的衍射问题难于肯定，对于衍射原理的说明也迟迟未能解决。但是，也正是由于这个争论，引导着人类对光的现象的认识不断提高，不断深化。把光看成“光线”，把光的传播方式看成直线前进，这些都只是近似的观念而已。实际上，光的本质及传播规律是很复杂的。

光的衍射的作用和影响，是一个不可忽视的问题。就拿我们前面介绍过的显微镜来说吧，其中就有衍射的影响问题。由于光通过大小可以与光波长相比的细小物体时会发生衍射现象，因而光照射在显微镜下的结构精细的标本上时，光的衍射造成显微镜成象清晰度降低，这样就限制了显微镜把标本上靠得极近的相邻两点清晰地分辨开来的本领，限制了显微镜的放大倍数。光学显微镜的放大率，目前只能够达到约3000倍，而不能够再进一步提高，其主要原因也就在这里。

光的衍射现象，我们常常可以看到。在很多情况下，只要留意观察，就会直接看到多种多样的衍射现象。夜晚，周围一片漆黑，我们观察在黑暗背景衬托下的路灯灯光，水平方向常常有彩虹一样的节带，每一节都是红色在外边而紫色在里边，垂直方向没有色彩。而且，在彩带间还会出现一些卷曲细密的明暗条纹，这就是由于灯光通过眼睛的交叉睫毛时所造成的衍射现象。因为上下眼帘的睫毛并立，所以在水平方向有彩带，而睫毛有弯曲，造成彩带中穿插有明暗条纹。如果我们把眼睛眯成细缝，或者转动头部，还会产生其它种种视觉景象和衍射效应。有时候，在熄灯以后，我们隔着蚊帐或者窗纱，观察外边的灯光夜景，也会看到灯光周围辐射出的彩色光芒，这是由于灯光经过蚊帐或者窗纱的细缝所造成的衍射现象。若是在雨夜里，雨点滴在窗子玻璃上，隔着雨珠，看那黑暗中的灯光，周围会呈现出蛛网形状的光环，上面布满了蛛丝般的黑白条纹；这一些雨滴流去了，又落上了新的雨滴，而窗玻璃上光环的形状也随之而变幻，宛如奇妙的“万花筒”。

大自然中，到处都有美丽壮观的景致，其中包含着深奥的道理，如果有心人坚持经常不断地细心观察，还会发现许许多多奇妙的衍射现象的。

阳光射进屋子里来，照亮了桌子上的暖瓶、瓷壶和茶碗。如果我们眯缝着眼睛，迎着它们反射出来的光看过去，将会看到一串串的瓷壶、一串串的茶碗，而且在瓷壶、茶碗的白亮反光带两旁，还有一条条的彩带。这就是光线经过眼睛缝发生弯曲而形成的衍射现象。

晚上，我们抬头仰望皎洁的明月，有时会看到在月亮的边缘镶有黄色、灰蓝色，甚至还有彩色的光环，这也是一种衍射现象。由于高空的水汽过多，达到了饱和，月光通过水汽时产生了偏折，所以在地面上看去，月亮就有了光环。这种现象，科学上称之为“月晕”。同样的道理，也有“日晕”现象。

光的衍射，在工业和科研等方面，有着广泛的用途。

单狭缝衍射条纹，可以用来测定光的波长。但是，从上述情况可以看出，单狭缝衍射条纹比较宽，利用它来测量是不会精确的。如果将单狭缝改为平行多狭缝，也就是说，增加狭缝的数目，则入射光从多狭缝的各个单缝衍射出来之后，相遇而相干涉，就形成了特殊的衍射花样，其明条纹变狭窄了，而且狭缝的数目越多，明条纹就越细、越明亮，分得也越清。利用这种多狭缝衍射来测定的光波长就精确多了。

根据这个原理，在一块薄的平面透明玻璃板上刻出许多条平行、等间距和等宽度的狭缝来，就形成了一种衍射光学元件——衍射光栅。不过，光栅上那些狭缝，并没有将玻璃刻漏，只是一些刻痕而已。光栅上的每条刻痕，如同毛玻璃，光不易透过；而刻线间的光滑部分就形成了透光狭缝。第一块衍射光栅是德国物理学家夫琅和费于1821年制成的。后来几经改进，有的光栅每厘米长度上刻有几百条狭缝，现代高级光栅可达到1万条以上了。利用光栅来测定义的波长，是一种最精确的测定波长的方法。