Diffrakció

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Hullámfront útjába álló akadály megfelelően szűk kör alakú nyílással.
Diffrakció

A diffrakció egy fizikai jelenség, mely főleg a hullámoptikában fordul elő; lényegében a hullámok elhajlását értjük alatta.

A Huygens-elv értelmében egy hullámfelület minden pontja elemi hullámok kiindulópontja is egyben. Ugyanakkor a Huygens–Fresnel-elv kimondja, hogy a hullámtérben megfigyelhető hatást az adott hullámfelületből kiinduló koherens elemi hullámok interferenciája határozza meg. Ha a hullámok útjába a hullámhosszhoz képest viszonylag nagy méretű réssel ellátott akadályt teszünk, akkor a nyíláson áthaladó hullámok közelítőleg egyenesen haladnak tovább. Ha azonban a rést elegendően kicsire szűkítjük, a hullámok behatolnak abba a térbe is, ami eredetileg az akadály által árnyékolva van – ilyenkor tapasztalható az elhajlás, azaz a diffrakció.

Fényelhajlás jelensége[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Interferenciakép

Ha egy elegendően keskeny rést a fentiekhez hasonlóan megvilágítunk, a rés mögötti ernyőn interferenciaképet kapunk, aminek magyarázata a Huygens–Fresnel-elv értelmében, hogy a résből kiinduló hullámok az ernyő síkjában interferálnak egymással. Ahol az ernyőn sötétebb rész látszik, ott az érkező hullámok kioltották egymást, míg a fényes részeken épp ellenkezőleg: egymást erősítették az interferáló hullámok. Mindenképp marad olyan, az adott irányba tartó hullám, amelyikkel ellentétes fázisban érkező másik hullám nem lépett át a résen. Mivel az ernyő réssel szemközti pontjába érkező fénysugarak közötti úthosszkülönbség 0, ebben a pontban biztosan erősítést tapasztalunk – ez a nulladrendű erősítés.

A beeső fénysugár irányának megváltoztatásakor, ha a rés szélein beeső hullámok közötti úthosszkülönbség még nem éri el a hullámhossz felét (λ/2), akkor a köztük lévő fénysugarak is mind erősíteni fogják egymást. Ha a két legszélső hullám között már legalább λ/2 az úthosszkülönbség, akkor a köztük lévő sugarak úthosszkülönbsége ennél még mindig kisebb, tehát nem lép fel kioltás. Ha azonban tovább növeljük a szöget, egyre több olyan fénysugárpárt találunk, amelyek már kioltják egymást, tehát az ernyőn keletkező középső fényfolt a széle felé egyre halványabb lesz. A szög növelésével előbb-utóbb elérjük azt a határt, ahol az úthosszkülönbség már egyenlő lesz a hullámhosszal. Ekkor elfelezve a nyalábot, az egyik felében található minden fénysugárhoz találhatunk egy olyat, amellyel ellentétes fázisban ér az ernyő adott pontjába, tehát kioltást tapasztalunk.

A kioltási, illetve erősítési helyekre felírható az alábbi két összefüggés: x_k=2n\lambda\frac{1}{2d}, illetve x_e=\left(2n+1\right)\lambda\frac{1}{2d}

További információk[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Commons
A Wikimédia Commons tartalmaz Diffrakció témájú médiaállományokat.