De lysdiffraksjon er navnet på forvrengningen av en lysstråle når den treffer en liten gjenstand eller en liten åpning i en skjerm. Det var den italienske Francesco Maria Grimaldi som ga dette fenomenet navnet diffraksjon og den første som studerte det i 1665.
Når gjenstanden eller spalten som avskjærer lysstrålen, er i størrelsesorden tiendedeler av en millimeter eller mindre, er ikke den støpte skyggen nøyaktig. Snarere diffunderer den rundt hva som skal være dens geometriske skygge. Dette er fordi lysstrålen blir avbøyd og sprer seg rundt hindene..
Figuren over viser et veldig spesielt mønster av vekslende lyse og mørke områder. Produsert av lys fra en laserpeker (bølgelengde 650 nm) som passerer gjennom et firkantet spor på 0,1 mm x 0,1 mm og projiseres på en skjerm.
Dette mønsterdannelsesfenomenet blir også observert i lydbølger og bølger på vannoverflaten, så vel som i radiobølger og røntgenstråler..
Artikkelindeks
I en monokromatisk lysstråle (som inneholder en enkelt bølgelengde) som laserlys, danner diffraksjonen av den innfallende lysstrålen på hinderet et mønster av lys og mørke bånd når det projiseres på en skjerm.
Dette arrangementet av lyse og mørke områder kalles diffraksjonsmønster.
Diffraksjon forklares på en klassisk måte, ifølge Fresnel-Huygens-prinsippet.
Det kommer fra superposisjonen til de sfæriske bølgene som kommer fra hinderkanten og fra de andre punktene på bølgefronten som grenser til kantene, på en slik måte at det oppstår en interferens mellom bølgene fra dette settet med sekundære kilder.
Når to eller flere bølger faller sammen på samme sted i rommet, oppstår interferens mellom dem. Det kan da skje at deres respektive amplituder blir lagt til eller trukket, hvoretter hver går sine egne veier..
Alt avhenger av om bølgene faller sammen i fase. I så fall tilføyes amplitudene, mens amplituden avtar eller avbrytes på de stedene der bølgene er utenfor fase eller i motfase..
Derfor har diffraksjonsmønsteret lyse og mørke områder..
I motsetning til fenomenet lysinterferens, hvor antallet bølgekilder er to eller tre, er det i tilfelle diffraksjon antallet sekundære kilder til sfæriske bølger veldig stort og har en tendens til å danne et kontinuum av kilder..
Bølgeforstyrrelser i diffraksjon er mer merkbar hvis kilden har en enkelt bølgelengde og alle fotonene som utgjør lysstrålen er i fase, slik tilfellet er med lys fra en laser..
De flekkinterferometri er en av de praktiske anvendelsene av fenomenet lysdiffraksjon.
Når en overflate blir belyst med laserlys, er bølgefrontene til lyset som reflekteres fra overflaten i fase, men blir ut av fase etter å ha gått veien til platen eller skjermen som bildet er spilt inn på..
Der produseres et flekkete diffraksjonsmønster (flekk på engelsk), som gir informasjon om overflaten som de reflekterte fotonene kommer fra.
På denne måten kan det oppdages feil eller brudd i en del, som knapt vil være synlig for det blotte øye..
Kunnskap om diffraksjonsmønstrene som er tilstede i fotografiske eller digitale bilder av astronomiske objekter: stjerner eller asteroider, tjener til å forbedre oppløsningen til astronomiske bilder.
Teknikken består i å samle et stort antall bilder av samme objekt som hver for seg har lav definisjon eller lysstyrke..
Deretter, når de behandles beregningsmessig og trekker ut støyen fra diffraksjon, resulterer de i et høyere oppløsningsbilde.
Slik er det mulig å vise detaljer som tidligere ble maskert i originalene, nettopp på grunn av lysdiffraksjon..
Diffraksjon er et fenomen som nesten alle av oss helt sikkert observerer, men vi identifiserer ikke alltid opprinnelsen riktig. Her er noen eksempler:
Regnbuen er hovedsakelig forårsaket av superposisjonen til de brytede og reflekterte bølgene inne i de fine vanndråpene.
De utgjør et veldig stort sett med sekundære lyskilder, hvis bølger forstyrrer og danner det fargerike regnbuemønsteret som vi beundrer så mye etter regnet..
Lys som spretter av en CD eller DVD, danner også slående fargerike mønstre. De har sin opprinnelse i fenomenet diffraksjon av lyset som reflekteres av sub-millimeter sporene som utgjør sporene.
Hologrammet som ofte vises på kredittkort og merkevarer danner et tredimensjonalt bilde.
Det skyldes superposisjonen til bølgene som kommer fra de utallige trykte reflekterende punktene. Disse punktene er ikke tilfeldig fordelt, men ble dannet av diffraksjonsmønsteret til den opprinnelige gjenstanden, som ble belyst med laserlys og senere inngravert på en fotografisk plate..
Noen ganger kan du se glorier eller ringer rundt solen eller månen.
De dannes takket være at lyset som kommer fra disse himmellegemene spretter eller reflekteres i en utallig mengde partikler eller krystaller dannet i den øvre atmosfæren..
De fungerer igjen som sekundære kilder, og deres superposisjon gir opphav til diffraksjonsmønsteret som danner himmelens glorie..
Iridescensen på noen overflater som såpebobler, eller de gjennomsiktige vingene til noen insekter, forklares med lysdiffraksjon. På disse overflatene varierer tonene og fargene på lyset avhengig av observasjonsvinkelen..
Fotonene som reflekteres i de tynne halvtransparente lagene, utgjør et stort sett med lyskilder som forstyrrer konstruktivt eller destruktivt.
Dermed danner de mønstrene som tilsvarer de forskjellige bølgelengdene eller fargene som lyset fra den opprinnelige kilden består av..
Dermed blir bare bølgelengdene som kommer fra visse baner observert: de som går fra de reflekterte punktene til observatørens øye, og som har en heltallsforskjell i bølgelengder..
Bølgelengder som ikke oppfyller dette kravet kanselleres og kan ikke overholdes.
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.