光的衍射公开课共32页
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光的衍射现象PPT课件
(1)n1
An (P0 )]
1 2
Ak1(P0 )
(1)n1 An (P0 )
故，无论k是奇是偶，中心总是亮的
半波带法解释了圆孔、圆屏衍射的一些主要特征
第27页/共79页
3、 矢量图解法
若圆孔内包含的不是整数个半波带，则需要对每个半波 带进一步细化分。
对于第一个半波带
Nm M1
N2
N1
o
b
P0
第39页/共79页
它们是振幅相等的次波源，向多个方向发出次波。由于
接收屏位于L2的像方焦面上，角度 相同的衍射线会
聚于同一点 P
设入射光与光轴平行，则在波面AB上无位相差，单 缝上下边缘A、B到 P 的衍射线间的光程差为
L BN
设缝宽为a，则
L asin
如何求振动的合成？
第40页/共79页
（1）矢量图解法：
f (n ) 0,从而An 0
A(P0 )
1 2
A1 ( P0
)
自由传播时整个波前在 P0 产生的振幅是第一个半波带的效果之半
第25页/共79页
2）圆孔衍射： 当孔的大小刚好等于第一个半波带时， A(P0 ) A1(P0 ),即中心是亮点 若孔中包含两个半波带时， A(P0 ) A1(P0 ) A2 (P0 ) 0,即中心是暗点
由A点作一系列等长的 小矢量首尾相接，逐个 转过一个相同的角度， 最后到达B点。
C
R
B
R
A
共转过的角度为：
A
2 L 2 a sin
A 单缝衍射的矢量图解
A0
A：波前S对P处振动的贡献，取S 0，则小矢量 A连成的
折线化为圆弧，弧中心为C点,半径为R，圆心角为2
【最新】高中物理人教版(选修3-4)第十三章光第5节光的衍射+课件(共30张PPT).ppt
B.各亮条纹的宽度不同而亮度相同
C.各亮条纹的宽度相同而亮度不同
D.中央亮条纹的宽度最宽，亮度最亮
巩固练习
4.我们经常可以看到，凡路边施工处总挂有红色的电 灯，这除了红色光容易引起人的视觉注意以外，还有
一个重要的原因，这一原因是红色光（ A ）
A．比其他色光更容易发生衍射 B．比其他可见光更容易发生干涉 C．比其他可见光更容易发生反射 D．比其他可见光更容易发生折射
新课内容
四、常见的衍射现象
如果增加狭缝的个数，衍射条纹宽度变窄，亮度将增加。
N=1 N=2 N=3 N=4
结束
巩固练习
1.下列属于光的衍射现象的是：（ D ） A.雨后天空出现的绚丽的彩虹 B.阳光下肥皂膜上的彩色条纹 C.太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹 D.眼睛眯成一条线看到的发光的电灯周围有彩 色花纹
巩固练习
2. 用单色光照射双缝，在像屏上观察到明暗相间的干 涉条纹，现用遮光板将其中的一个缝挡住，则像屏上观
察到（ B ）
A.宽度均匀的明暗相间的条纹。 B.中央亮而宽，两边窄而暗条纹。 C.一条亮纹。 D.一片亮光。
巩固练习
D 3.下列关于单缝衍射的说法中，正确的是（
）
A.和光的双缝干涉图样相同
第十三章 光
第5节 光的衍射
学习目标
1．通过实验观察认识光的衍射现象，知道衍射现象是光的波动 性证据。 2．理解产生明显衍射的条件，知道光的衍射图样的主要特征， 了解常见的衍射现象。
问题提出
光的干涉现象反映了光的波动性，而波动性 的另一特征是波的衍射现象，光是否具有衍射 现象呢？如果有衍射现象，为什么在日常生活 中我们没有观察到光的衍射现象呢？
新课内容
二、单缝衍射图样的及其规律 2.单缝衍射规律
《十六章光的衍射》课件
碍物。
屏幕
放置在圆孔后一定距离 处，用于接收衍射光斑
。
光路调整
确保光源、圆孔和屏幕 在同一直线上，且光源 和屏幕与圆孔的距离适
中。
圆孔衍射实验现象
中心亮斑
衍射光斑的中心出现一个明亮的 亮斑，这是衍射现象的直接结果
。
周边光斑
在中心亮斑周围出现一系列的暗 斑和明斑，这些光斑是不同方向
上的衍射光斑。
光斑分布
单缝衍射条纹分析
条纹间距
随着角度的增加，条纹间距逐渐 增大。
条纹亮度
条纹的亮度呈现周期性变化，明暗 交替出现。
条纹宽度
条纹宽度与单缝宽度有关，单缝越 窄，条纹越细。
04
CATALOGUE
圆孔衍射实验
圆孔衍射实验装置
光源
采用单色光源，如激光 ，以保证光的单色性和
相干性。
圆孔
制作一个具有特定直径 的圆孔，作为衍射的障
பைடு நூலகம்
光学纤维利用光的全反射原理实现光的传 输，但在光纤的弯曲和连接处会发生光的 衍射现象，影响光信号的传输质量。
02
CATALOGUE
光的衍射原理
惠更斯-菲涅尔原理
惠更斯-菲涅尔原理是光的衍射理论的基础，它指出波前上的每一点都可以作为子波 源，其后任一时刻的波前由这些子波的包络面形成。
该原理可以解释光的衍射现象，包括单缝衍射、圆孔衍射等。
衍射现象的应用
光的衍射现象在光学仪器 、干涉仪、光谱仪等领域 有着广泛的应用。
光的衍射现象举例
单缝衍射
圆孔衍射
单缝衍射是典型的夫琅禾费衍射，通过单 缝的光在屏幕上映出明暗相间的条纹。
圆孔衍射是典型的菲涅尔衍射，通过圆孔 的光在屏幕上形成明暗相间的同心圆环。
屏幕
放置在圆孔后一定距离 处，用于接收衍射光斑
。
光路调整
确保光源、圆孔和屏幕 在同一直线上，且光源 和屏幕与圆孔的距离适
中。
圆孔衍射实验现象
中心亮斑
衍射光斑的中心出现一个明亮的 亮斑，这是衍射现象的直接结果
。
周边光斑
在中心亮斑周围出现一系列的暗 斑和明斑，这些光斑是不同方向
上的衍射光斑。
光斑分布
单缝衍射条纹分析
条纹间距
随着角度的增加，条纹间距逐渐 增大。
条纹亮度
条纹的亮度呈现周期性变化，明暗 交替出现。
条纹宽度
条纹宽度与单缝宽度有关，单缝越 窄，条纹越细。
04
CATALOGUE
圆孔衍射实验
圆孔衍射实验装置
光源
采用单色光源，如激光 ，以保证光的单色性和
相干性。
圆孔
制作一个具有特定直径 的圆孔，作为衍射的障
பைடு நூலகம்
光学纤维利用光的全反射原理实现光的传 输，但在光纤的弯曲和连接处会发生光的 衍射现象，影响光信号的传输质量。
02
CATALOGUE
光的衍射原理
惠更斯-菲涅尔原理
惠更斯-菲涅尔原理是光的衍射理论的基础，它指出波前上的每一点都可以作为子波 源，其后任一时刻的波前由这些子波的包络面形成。
该原理可以解释光的衍射现象，包括单缝衍射、圆孔衍射等。
衍射现象的应用
光的衍射现象在光学仪器 、干涉仪、光谱仪等领域 有着广泛的应用。
光的衍射现象举例
单缝衍射
圆孔衍射
单缝衍射是典型的夫琅禾费衍射，通过单 缝的光在屏幕上映出明暗相间的条纹。
圆孔衍射是典型的菲涅尔衍射，通过圆孔 的光在屏幕上形成明暗相间的同心圆环。
光的衍射(教学课件)(完整版)
只通过一条窄缝,则在光屏上可以看到(
)
A.与原来相同的明暗相间的条纹,只是明条纹比原来暗些
B.与原来不相同的明暗相间的条纹,而中央明条纹变宽些
C.只有一条与缝宽对应的明条纹
D.无条纹,只存在一片红光
答案:B
考点二：光的干涉和衍射的比较
解析:双缝为相干光源的干涉,单缝为光的衍射,且干涉和衍射的图样
不同。衍射图样和干涉图样的异同点:中央都出现明条纹,但衍射图样
（1）孔较大时——屏上出现清晰的光斑
ASLeabharlann 几乎沿直线传播学习任务一：光的衍射
4.圆孔衍射
（2） 孔较小时—
—屏上出现衍射花
样（亮暗相间的不
等间距的圆环，这
些圆环的范围远远
超过了光沿直线传
播所能照明的范围）
以中央最亮的光斑为圆心的逐
渐变暗的不等距的同心圆
学习任务一：光的衍射
4.圆孔衍射
（3）圆孔衍射图样的两个特点
答案:A
考点二：光的干涉和衍射的比较
解析:干涉条纹是等间距的条纹,因此题图a、b是干涉图样,题图c、d
是衍射图样,故A项正确,B项错误;由公式Δx=
λ可知,条纹宽的入射光
的波长长,所以题图a图样的光的波长比题图b图样的光的波长长,故C项
错误;图c的衍射现象比图d的衍射现象更明显,因此题图c图样的光的波
中央明条纹较宽,两侧都出现明暗相间的条纹,干涉图样为等间隔的明
暗相间的条纹,而衍射图样两侧为不等间隔的明暗相间的条纹,且亮度
迅速减弱,所以选项B正确。
祝你学业有成
2024年5月2日星期四1时48分21秒
S
学习任务一：光的衍射
2.光的明显衍射条件
)
A.与原来相同的明暗相间的条纹,只是明条纹比原来暗些
B.与原来不相同的明暗相间的条纹,而中央明条纹变宽些
C.只有一条与缝宽对应的明条纹
D.无条纹,只存在一片红光
答案:B
考点二：光的干涉和衍射的比较
解析:双缝为相干光源的干涉,单缝为光的衍射,且干涉和衍射的图样
不同。衍射图样和干涉图样的异同点:中央都出现明条纹,但衍射图样
（1）孔较大时——屏上出现清晰的光斑
ASLeabharlann 几乎沿直线传播学习任务一：光的衍射
4.圆孔衍射
（2） 孔较小时—
—屏上出现衍射花
样（亮暗相间的不
等间距的圆环，这
些圆环的范围远远
超过了光沿直线传
播所能照明的范围）
以中央最亮的光斑为圆心的逐
渐变暗的不等距的同心圆
学习任务一：光的衍射
4.圆孔衍射
（3）圆孔衍射图样的两个特点
答案:A
考点二：光的干涉和衍射的比较
解析:干涉条纹是等间距的条纹,因此题图a、b是干涉图样,题图c、d
是衍射图样,故A项正确,B项错误;由公式Δx=
λ可知,条纹宽的入射光
的波长长,所以题图a图样的光的波长比题图b图样的光的波长长,故C项
错误;图c的衍射现象比图d的衍射现象更明显,因此题图c图样的光的波
中央明条纹较宽,两侧都出现明暗相间的条纹,干涉图样为等间隔的明
暗相间的条纹,而衍射图样两侧为不等间隔的明暗相间的条纹,且亮度
迅速减弱,所以选项B正确。
祝你学业有成
2024年5月2日星期四1时48分21秒
S
学习任务一：光的衍射
2.光的明显衍射条件
高中物理 第十三章 光 第五节 光的衍射课件 新人教版选修34
第二十五页，共31页。
【解析】 图①中出现明暗相间的条纹，是衍射现象，图 ②中出现圆形亮斑．只有障碍物或孔的尺寸比光波波长小或跟 波长相差不多时，才能发生明显的衍射现象．图①是光的衍射 图样，由于光波波长很短，约在10－7m数量级上，所以图①对 应的圆孔的孔径比图②所对应的圆孔的孔径小．图②的形成可 以用光的直线传播解释．
【答案】 衍射 小于
第二十六页，共31页。
巩固练习2 单色光源发出的光经一狭缝，照射到光屏 上，可观察到的图样是下列的( )
A B
第二十七页，共31页。
C D
第二十八页，共31页。
解析 单色光源经过单缝产生衍射现象，图样的中间是亮 而宽的明纹，两边是明暗相间较窄的条纹，故只有A符合．
答案 A
第二十九页，共31页。
第六页，共31页。
2．单缝衍射的条纹特点 (1)中央条纹为亮条纹，离中央条纹越远，亮条纹的宽度 变窄，亮度变暗． (2)狭缝越窄，中央亮条纹越暗．
第七页，共31页。
3．圆盘衍射(泊松亮斑) (1)现象 用平行光照射一个不透光的小圆盘时，在圆盘阴影中心出 现一个亮斑． (2)衍射图样的特点 圆形阴影中心有一亮斑，与小孔衍射图样有明显区别．
第八页，共31页。
三、衍射光栅 1．制造：在两个螺杆上绷上许多平行的金属丝或者在玻 璃片上刻上许多均匀细槽． 2．分类：透射光栅和反射光栅． 3．现象：平行光照射由许多平行的狭缝整齐地排列起来 形成的光学仪器产生的衍射现象.
第九页，共31页。
知识图解
第十页，共31页。
教材拓展提升
欲穷千里目 更上一层楼
【解析】 太阳光照射下肥皂泡呈彩色是薄膜干涉的结 果，故A正确；雨后天空中的彩虹是由天空中小水滴对阳光的 色散形成的，故B选项错误；通过笔间狭缝观察发光的日光灯 管呈现彩色是光的衍射，故C选项错误；阳光照射下，树影中 小的圆形光斑是小孔成像，光斑是太阳的像，故D选项错误．
【解析】 图①中出现明暗相间的条纹，是衍射现象，图 ②中出现圆形亮斑．只有障碍物或孔的尺寸比光波波长小或跟 波长相差不多时，才能发生明显的衍射现象．图①是光的衍射 图样，由于光波波长很短，约在10－7m数量级上，所以图①对 应的圆孔的孔径比图②所对应的圆孔的孔径小．图②的形成可 以用光的直线传播解释．
【答案】 衍射 小于
第二十六页，共31页。
巩固练习2 单色光源发出的光经一狭缝，照射到光屏 上，可观察到的图样是下列的( )
A B
第二十七页，共31页。
C D
第二十八页，共31页。
解析 单色光源经过单缝产生衍射现象，图样的中间是亮 而宽的明纹，两边是明暗相间较窄的条纹，故只有A符合．
答案 A
第二十九页，共31页。
第六页，共31页。
2．单缝衍射的条纹特点 (1)中央条纹为亮条纹，离中央条纹越远，亮条纹的宽度 变窄，亮度变暗． (2)狭缝越窄，中央亮条纹越暗．
第七页，共31页。
3．圆盘衍射(泊松亮斑) (1)现象 用平行光照射一个不透光的小圆盘时，在圆盘阴影中心出 现一个亮斑． (2)衍射图样的特点 圆形阴影中心有一亮斑，与小孔衍射图样有明显区别．
第八页，共31页。
三、衍射光栅 1．制造：在两个螺杆上绷上许多平行的金属丝或者在玻 璃片上刻上许多均匀细槽． 2．分类：透射光栅和反射光栅． 3．现象：平行光照射由许多平行的狭缝整齐地排列起来 形成的光学仪器产生的衍射现象.
第九页，共31页。
知识图解
第十页，共31页。
教材拓展提升
欲穷千里目 更上一层楼
【解析】 太阳光照射下肥皂泡呈彩色是薄膜干涉的结 果，故A正确；雨后天空中的彩虹是由天空中小水滴对阳光的 色散形成的，故B选项错误；通过笔间狭缝观察发光的日光灯 管呈现彩色是光的衍射，故C选项错误；阳光照射下，树影中 小的圆形光斑是小孔成像，光斑是太阳的像，故D选项错误．
光的衍射ppt课件完整版
详细阐述了光的衍射现象，包括衍射的定义、产 生条件、分类等，并通过公式和图示深入解释了 衍射的原理。
衍射实验演示与分析
通过实验演示了光的衍射过程，让学员直观感受 衍射现象，同时结合理论知识进行分析，加深学 员对衍射现象的理解。
衍射在光学领域的应用
介绍了衍射在光学领域的广泛应用，如光谱分析 、光学仪器制造等，让学员了解衍射在实际应用 中的重要性。
光的波动模型
光波是一种电磁波，具有振幅、频率 、波长等特性。光波的传播遵循波动 方程。
波动性与衍射关系解析
衍射现象
光波在传播过程中遇到障碍物或 孔径时，会偏离直线传播路径， 产生衍射现象。衍射是波动性的
重要表现。
衍射条件
衍射现象的发生与光的波长、障 碍物或孔径的尺寸以及光波的传 播方向有关。当波长较长、障碍 物或孔径尺寸较小时，衍射现象
预备工作要求
明确下一讲前需要完成的预习任务、实验操作等预备工作，确保学员能够顺利进入下一阶段的学习。
THANK YOU
该公式描述了光波在自由空间中传播时，遇到障碍物后的衍射光场分布。它是基于波动方 程的解，并引入了基尔霍夫的边界条件。
公式推导过程
从波动方程出发，利用格林函数和基尔霍夫的边界条件，可以推导出菲涅尔-基尔霍夫衍 射公式。具体过程涉及复杂的数学运算和物理概念的深入理解。
夫琅禾费衍射近似条件讨论
01
夫琅禾费衍射的定义
光的衍射ppt课件完整版
目 录
• 光的衍射概述 • 光的波动性与衍射关系 • 典型衍射实验介绍 • 衍射理论计算方法 • 现代光学中衍射技术应用举例 • 总结与展望
01
光的衍射概述
衍射现象及定义
衍射现象
光在传播过程中，遇到障碍物或 小孔时，光将偏离直线传播的途 径而绕到障碍物后面传播的现象 ，叫光的衍射。
衍射实验演示与分析
通过实验演示了光的衍射过程，让学员直观感受 衍射现象，同时结合理论知识进行分析，加深学 员对衍射现象的理解。
衍射在光学领域的应用
介绍了衍射在光学领域的广泛应用，如光谱分析 、光学仪器制造等，让学员了解衍射在实际应用 中的重要性。
光的波动模型
光波是一种电磁波，具有振幅、频率 、波长等特性。光波的传播遵循波动 方程。
波动性与衍射关系解析
衍射现象
光波在传播过程中遇到障碍物或 孔径时，会偏离直线传播路径， 产生衍射现象。衍射是波动性的
重要表现。
衍射条件
衍射现象的发生与光的波长、障 碍物或孔径的尺寸以及光波的传 播方向有关。当波长较长、障碍 物或孔径尺寸较小时，衍射现象
预备工作要求
明确下一讲前需要完成的预习任务、实验操作等预备工作，确保学员能够顺利进入下一阶段的学习。
THANK YOU
该公式描述了光波在自由空间中传播时，遇到障碍物后的衍射光场分布。它是基于波动方 程的解，并引入了基尔霍夫的边界条件。
公式推导过程
从波动方程出发，利用格林函数和基尔霍夫的边界条件，可以推导出菲涅尔-基尔霍夫衍 射公式。具体过程涉及复杂的数学运算和物理概念的深入理解。
夫琅禾费衍射近似条件讨论
01
夫琅禾费衍射的定义
光的衍射ppt课件完整版
目 录
• 光的衍射概述 • 光的波动性与衍射关系 • 典型衍射实验介绍 • 衍射理论计算方法 • 现代光学中衍射技术应用举例 • 总结与展望
01
光的衍射概述
衍射现象及定义
衍射现象
光在传播过程中，遇到障碍物或 小孔时，光将偏离直线传播的途 径而绕到障碍物后面传播的现象 ，叫光的衍射。
物理人教版选择性必修第一册 4.5光的衍射 课件(36张)
• 光屏上的实验现象：
• 调节单缝的宽度多次照射，得出下表所示的结果。
缝宽
较宽
较窄
很窄
极窄
屏上现象 一条较宽亮线 一条较窄亮线
亮线变宽、 变暗并出现 明暗相间条
纹
明暗条纹清 晰、细小
关闭 条纹消失
【思考】
根据我们测出的实验结果，请同学们总结一下光要发 生明显的衍射应满足什么条件？
当狭缝的宽度比波长小或跟波长差不多时，光偏离了 直线传播方向，发生了明显的衍射。
解题思路：单色光照到狭缝上产生的衍射图样是亮暗相间 的直条纹。白光的衍射图样是彩色条纹。光照到不透明圆 盘上，在其阴影处出现亮点，是衍射现象。光的衍射现象 只有明显与不明显之分，D项中屏上大光斑的边缘模糊， 正是光的衍射造成的，不能认为不存在衍射现象。
答案：AC
【基础练习】
1、对衍射现象的定性分析,不正确的是( ) A.光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物继续传播的现象 B.衍射条纹图样是光波相互叠加的结果 C.光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据 D.光的衍射现象完全否定了光的直线传播结论
条纹宽度相等
条纹间距
各相邻条纹间距不等
各相邻条纹间距相等
亮度
中央条纹最亮，两边最暗
条纹清晰，亮度基本相同
成因
都有明暗相间的条纹，条纹都是光波叠加时加强或削弱的结果
意义
都是波特有的现象，表明光是一种波
• 注意： （1）单缝衍射可以理解为若干个光源的干涉，从而理解 条纹相间排列。 （2）光波的波长增大，衍射条纹、干涉条纹的宽度都变 大。 （3）复色光的衍射或干涉图样，可认为各单色光单独衍 射或干涉所成图样的叠加。
• 答案：D
• 解析：衍射现象是波绕过障碍物发生传播的现象，衍射条纹是波的 叠加的结果，干涉、衍射是一切波所具有的特性，所以选项A、B、 C正确。光的直线传播只是近似的，只有在光的波长比障碍物小的 多的情况 下，光才看做沿直线传播的，所以光的衍射现象和直线传 播是不矛盾的，所以选项D错误。
大学物理——光的衍射ppt课件
式中C为比例系数，K(θ)为随θ角增大而缓慢减小 的函数，称为倾斜因子.当θ＝0时，K(θ)为最大； 当 时 ， K(θ)＝0，因而子波叠加后振幅为零.
2
❖ 波阵面上所有dS面元发出的子波在P点引起的
合振动为
E d E C K ( r)co s2 (T t r)d S
精品课件
9 首页 上页 下页退出
§13-2 单缝夫琅禾费衍射
一、单缝夫琅禾费衍射
1、装置和现象
E
L1
L2
S
a A
f
D
L1、 L2 透镜 A：单缝
E：屏幕
缝宽a
缝屏距D（L2之焦距f）
精品课件
中央 明纹
10 首页 上页 下页退出
夫朗禾费单缝衍射图样是一组与狭缝平行的明暗相间的 条纹，其中中央条纹最亮最宽。
精品课件
11 首页 上页 下页退出
因此中央明条纹的线宽度为
x0 2x12 1 .53m m
(2)第1级明条纹对应的衍射角 满足
sin (2 k 1 )2 a2 3 6 2 1 1 0 0 7 44 .5 1 0 3
所以第1级明条纹中心到中央明条纹中心的距离为
x f t a n f s i n 0 . 5 4 . 5 1 0 3 2 . 2 5 1 0 3 m 2 . 2 5 m m
根据已知条件，在屏上P处出现第3级暗纹，所以 对于P位置，狭缝处的波面可划分为6个半波带.
(1)缝宽减小到一半，对于P位置，狭缝处波面可分 为3个半波带，则在P处出现第1级明纹.
(2)改用波长为1.5λ的单色光照射，则狭缝处波面 可划分的半波带数变为原来的一点五分之一，对于 P位置，半波带数变为4个，所以在P处将出现第2级 暗纹.
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光的衍射公开课
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
10、一个人应该：活泼而守纪律，天 真而不 幼稚， 勇敢而 鲁莽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，乐 观而不 盲目。 ——马 克思
谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非