difracția luminii este numele dat distorsiunii unui fascicul de lumină atunci când lovește un obiect mic sau o deschidere mică într-un ecran. Italianul Francesco Maria Grimaldi a dat numele de difracție acestui fenomen și primul care l-a studiat în 1665.
Când obiectul sau fanta care interceptează fasciculul de lumină este de ordinul a zecimi de milimetru sau mai puțin, umbra aruncată nu este precisă. Mai degrabă, difuzează în jurul a ceea ce ar trebui să fie umbra sa geometrică. Acest lucru se datorează faptului că fasciculul de lumină este deviat și se răspândește în jurul marginilor obstacolului..
Figura de mai sus prezintă un model foarte particular de alternare a zonelor luminoase și întunecate. Produs de lumina de la un indicator laser (lungime de undă 650nm) care trece printr-un slot pătrat de 0,1 mm x 0,1 mm și proiectat pe un ecran.
Acest fenomen de formare a modelului este observat și în undele sonore și undele de la suprafața apei, precum și în undele radio și razele X. De aceea știm că este un fenomen eminamente asemănător undelor..
Indice articol
Într-un fascicul de lumină monocromatic (care conține o singură lungime de undă), cum ar fi lumina laser, difracția fasciculului de lumină incident pe obstacol formează un model de benzi luminoase și întunecate atunci când este proiectat pe un ecran.
Acest aranjament al zonelor luminoase și întunecate se numește model de difracție.
Diferența este explicată într-un mod clasic, conform Principiul Fresnel-Huygens.
Provine din suprapunerea undelor sferice care emană de la marginea obstacolului și din celelalte puncte ale frontului de undă care se învecinează cu marginile, în așa fel încât să apară o interferență între unde din acest set de surse secundare..
Când două sau mai multe unde coincid în același loc din spațiu, interferența apare între ele. Se poate întâmpla ca amplitudinile lor respective să fie adăugate sau scăzute, după care fiecare să meargă pe drumul său..
Totul depinde dacă undele coincid în fază. Dacă da, amplitudinile se adună, în timp ce în acele locuri unde undele sunt defazate sau în controfază, amplitudinea scade sau se anulează..
De aceea modelul de difracție are zone deschise și întunecate..
Spre deosebire de fenomenul de interferență a luminii, în care numărul surselor de undă este de două sau trei, în cazul difracției numărul de surse secundare de unde sferice este foarte mare și tinde să formeze un continuu de surse..
Interferența undelor în difracție este mai vizibilă dacă sursa are o singură lungime de undă și toți fotonii care alcătuiesc fasciculul de lumină sunt în fază, la fel ca în cazul luminii provenite de la un laser..
interferometrie speckle este una dintre aplicațiile practice ale fenomenului difracției luminii.
Atunci când o suprafață este iluminată cu lumină laser, fronturile de undă ale luminii reflectate de suprafață sunt în fază, dar devin defazate după ce au parcurs drumul către placa sau ecranul pe care este înregistrată imaginea..
Acolo se produce un model de difracție pătat (pistrui în engleză), care oferă informații cu privire la suprafața din care provin fotonii reflectați.
În acest fel, defectele sau fracturile pot fi detectate într-o parte, care cu greu ar fi vizibile cu ochiul liber..
Cunoașterea modelelor de difracție prezente în imaginile fotografice sau digitale ale obiectelor astronomice: stele sau asteroizi, servește la îmbunătățirea rezoluției imaginilor astronomice.
Tehnica constă în colectarea unui număr mare de imagini ale aceluiași obiect, care individual sunt cu definiție redusă sau luminozitate..
Apoi, atunci când sunt prelucrate computerizat și extrag zgomotul din difracție, acestea au ca rezultat o imagine cu rezoluție mai mare.
Acesta este modul în care este posibil să se afișeze detalii care au fost mascate anterior în originale, tocmai datorită difracției luminii..
Difracția este un fenomen pe care îl observăm cu siguranță aproape toți, dar nu întotdeauna îi identificăm în mod corespunzător originea. Aici sunt cateva exemple:
Curcubeul este cauzat în principal de suprapunerea undelor refractate și reflectate în interiorul picăturilor fine de apă.
Ele alcătuiesc un set foarte mare de surse de lumină secundare, ale căror valuri interferează, formând modelul colorat al curcubeului pe care îl admirăm atât de mult după ploaie..
Lumina care ricoșează de pe un CD sau DVD formează, de asemenea, modele izbitoare și colorate. Ele își au originea în fenomenul difracției luminii reflectate de canelurile submilimetrice care alcătuiesc șinele.
Holograma care apare adesea pe cardurile de credit și produsele de marcă formează o imagine tridimensională.
Se datorează suprapunerii undelor provenite din nenumăratele puncte reflectorizante tipărite. Aceste puncte nu sunt distribuite aleatoriu, ci au fost formate de modelul de difracție al obiectului original, care a fost iluminat cu lumină laser și ulterior gravat pe o placă fotografică..
Uneori puteți vedea halouri sau inele în jurul Soarelui sau al Lunii.
Ele se formează datorită faptului că lumina provenită din aceste corpuri cerești sare sau se reflectă într-o cantitate nenumărată de particule sau cristale formate în atmosfera superioară..
La rândul lor, aceștia acționează ca surse secundare, iar suprapunerea lor dă naștere tiparului de difracție care formează haloul ceresc..
Iridescența unor suprafețe, cum ar fi bulele de săpun sau aripile translucide ale unor insecte, se explică prin difracția luminii. Pe aceste suprafețe, tonurile și culorile luminii observate variază în funcție de unghiul de observare..
Fotonii reflectați în straturile semi-transparente subțiri constituie un set mare de surse de lumină care interferează constructiv sau distructiv.
Astfel, ele formează modelele corespunzătoare diferitelor lungimi de undă sau culori, din care este compusă lumina de la sursa originală..
Astfel, se observă doar lungimile de undă provenite din anumite traiectorii: cele care merg de la punctele reflectate la ochiul observatorului și care au o diferență întreagă în lungimile de undă..
Lungimile de undă care nu îndeplinesc această cerință sunt anulate și nu pot fi respectate.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.