光线的波动性
光线衍射是光学中的一个重要现象，它揭示了光具有波动性。当光通过狭缝或绕过障碍物时，光波会扩散并形成明暗相间的衍射图样。这种现象无法用粒子理论解释，只有通过波动理论才能得到合理解释。光波的衍射程度与波长和障碍物或狭缝的尺寸有关，波长越长或障碍物越小，衍射现象越明显。
单缝衍射
单缝衍射是研究光线衍射的经典实验之一。当平行光通过一个宽度可与波长相比拟的狭缝时，会在屏幕上形成中央明条纹和两侧对称分布的暗条纹。这些条纹的出现是由于不同位置的光波相位不同，导致干涉效应。中央明条纹最亮最宽，两侧的明条纹亮度逐渐减弱。单缝衍射实验不仅验证了光的波动性，还为研究光的干涉现象提供了基础。
双缝干涉与衍射的关系
双缝干涉实验是另一个经典的光学实验，它展示了光的波动性和粒子性的双重特性。在双缝实验中，光通过两个狭缝后在屏幕上形成明暗相间的干涉条纹。这些条纹的出现是由于两个狭缝发出的光波相互叠加产生干涉效应。有趣的是，当使用极弱的光源进行实验时，观察到的结果又显示出光的粒子性特征。这种现象被称为"单光子干涉"或"量子干涉"。双缝实验不仅展示了光的波动性和粒子性之间的内在联系，还为量子力学的发展提供了重要启示。
圆孔衍射与光学仪器分辨率
圆孔衍射是另一个重要的光学现象，它对光学仪器的分辨率有直接影响。当平行光通过一个小圆孔时，会在屏幕上形成一个中心亮斑和一系列同心圆环组成的衍射图样。这个中心亮斑被称为艾里斑（Airy disk），其大小决定了光学仪器的分辨能力。如果两个点光源形成的艾里斑重叠过多，就无法分辨出两个独立的光源。因此，圆孔衍射限制了许多光学仪器的分辨率极限，这一极限通常用瑞利判据来描述。提高光学仪器的分辨率需要减小圆孔尺寸或增加光源波长，但这些方法往往受到实际条件的限制。因此，研究圆孔衍射对光学仪器设计具有重要指导意义。