The difrakce světla je název zkreslení světelného paprsku, když zasáhne malý objekt nebo malý otvor na obrazovce. Byl to Ital Francesco Maria Grimaldi, který dal tomuto fenoménu název difrakce a jako první jej studoval v roce 1665.
Když je objekt nebo štěrbina, která protíná světelný paprsek, řádově desetiny milimetru nebo méně, vrhaný stín není přesný. Spíše se rozptyluje kolem toho, co by mělo být jeho geometrickým stínem. Je to proto, že světelný paprsek je vychýlen a šíří se po okrajích překážky..
Obrázek výše ukazuje velmi zvláštní vzor střídání světlých a tmavých oblastí. Produkováno světlem z laserového ukazovátka (vlnová délka 650 nm) procházejícího čtvercovým otvorem 0,1 mm x 0,1 mm a promítaného na obrazovku.
Tento jev formování vzorů lze pozorovat také u zvukových vln a vln na povrchu vody, stejně jako u rádiových vln a rentgenových paprsků, a proto víme, že jde o mimořádně podobný jev..
Rejstřík článků
V monochromatickém paprsku světla (obsahujícím jedinou vlnovou délku), jako je laserové světlo, tvoří difrakce paprsku dopadajícího světla na překážku vzor světelných a tmavých pásů, když se promítá na obrazovku.
Toto uspořádání světlých a tmavých oblastí se nazývá difrakční vzor.
Difrakce je vysvětlena klasickým způsobem podle Fresnel-Huygensův princip.
Vychází ze superpozice sférických vln vycházejících z okraje překážky a z ostatních bodů čelní strany vlny, které sousedí s okraji, takovým způsobem, že dochází k interferenci mezi vlnami z této sady sekundárních zdrojů.
Když se dvě nebo více vln shodují na stejném místě v prostoru, dochází mezi nimi k rušení. Pak se může stát, že jejich příslušné amplitudy se sčítají nebo odečítají, po čemž každá jde svou cestou..
Vše záleží na tom, zda se vlny shodují ve fázi. Pokud ano, amplitudy se sčítají, zatímco na místech, kde jsou vlny mimo fázi nebo v protifázi, se amplituda snižuje nebo ruší..
Proto má difrakční obrazec světlé a tmavé oblasti..
Na rozdíl od jevu světelné interference, kdy je počet vlnových zdrojů dva nebo tři, je v případě difrakce počet sekundárních zdrojů sférických vln velmi velký a má tendenci tvořit kontinuum zdrojů..
Vlnová interference v difrakci je patrnější, pokud má zdroj jednu vlnovou délku a všechny fotony, které tvoří světelný paprsek, jsou ve fázi, jako je tomu u světla z laseru..
The tečkovaná interferometrie je jednou z praktických aplikací fenoménu difrakce světla.
Když je povrch osvětlen laserovým světlem, vlnová čela světla odraženého od povrchu jsou ve fázi, ale vypadnou z fáze po cestě na desku nebo obrazovku, na které je obraz zaznamenán..
Tam se vytváří skvrnitý difrakční obrazec (flíček v angličtině), která poskytuje informace o povrchu, ze kterého odražené fotony pocházejí.
Tímto způsobem lze detekovat vady nebo zlomeniny v části, která by jen stěží byla viditelná pouhým okem..
Znalost difrakčních obrazců přítomných ve fotografických nebo digitálních obrazech astronomických objektů: hvězdy nebo asteroidy, slouží ke zlepšení rozlišení astronomických obrazů.
Tato technika spočívá ve sběru velkého počtu obrazů stejného objektu, které jednotlivě mají nízké rozlišení nebo jas..
Poté, když jsou zpracovány výpočtem a extrahováním šumu z difrakce, vedou k obrazu s vyšším rozlišením.
Takto je možné zobrazit detaily, které byly dříve maskovány v originálech, právě kvůli difrakci světla..
Difrakce je jev, který téměř každý z nás jistě sleduje, ale ne vždy správně identifikujeme jeho původ. Zde jsou nějaké příklady:
Duha je způsobena hlavně superpozicí lomených a odražených vln uvnitř jemných vodních kapiček.
Tvoří velmi velkou sadu sekundárních světelných zdrojů, jejichž vlny interferují a vytvářejí barevný duhový vzor, který po dešti tolik obdivujeme..
Odražení světla od CD nebo DVD také vytváří nápadné barevné vzory. Jejich původ má fenomén difrakce světla odraženého pod milimetrovými drážkami, které tvoří stopy.
Hologram, který se často objevuje na kreditních kartách a značkových produktech, vytváří trojrozměrný obraz.
Je to kvůli superpozici vln vycházejících z nesčetných tištěných reflexních bodů. Tyto body nejsou rozmístěny náhodně, ale byly vytvořeny difrakčním obrazcem původního objektu, který byl osvětlen laserovým světlem a později vyryt na fotografickou desku..
Někdy kolem Slunce nebo Měsíce můžete vidět svatozáře nebo prsteny.
Vznikají díky tomu, že světlo přicházející z těchto nebeských těles odráží nebo se odráží v nespočetném množství částic nebo krystalů vytvořených v horní atmosféře..
Na druhé straně působí jako sekundární zdroje a jejich superpozice vede k difrakčnímu vzoru, který tvoří nebeské halo..
Iridescence některých povrchů, jako jsou mýdlové bubliny, nebo průsvitná křídla nějakého hmyzu, je vysvětlena difrakcí světla. Na těchto površích se pozorované tóny a barvy světla liší v závislosti na úhlu pozorování..
Fotony odražené v tenkých poloprůhledných vrstvách tvoří velkou sadu světelných zdrojů, které konstruktivně nebo destruktivně interferují.
Tvoří tedy vzory odpovídající různým vlnovým délkám nebo barvám, z nichž se skládá světlo z původního zdroje..
Pozorovány jsou tedy pouze vlnové délky pocházející z určitých trajektorií: ty, které jdou z odražených bodů do oka pozorovatele a které mají celočíselný rozdíl ve vlnových délkách..
Vlnové délky, které nesplňují tento požadavek, jsou zrušeny a nelze je pozorovat.
Zatím žádné komentáře