Dyfrakcja to wizja fizyczne zmiany kierunku rozchodzenia się fali na krawędziach przeszkód zaś w ich pobliżu. Upiór zachodzi na rzecz wszystkich wielkości przeszkód, natomiast szczerze jest obserwowane na rzecz przeszkód o rozmiarach porównywalnych z długością fali.
Dyfrakcja używana jest do badania fal, i obiektów o niewielkich rozmiarach, w tym i kryształów, ogranicza kunszt rozdzielczą układów optycznych.
Jeżeli splot fal przechodzi przez szczelinę albo omija cel, to zachodzi mara ugięcia. Zgodnie z zasadą Huygensa bałwan rozchodzi się w ów rozwiązanie, iż iks piksel fali staje się nowym źródłem fali, właśnie powstałe fale rozchodzą się jak fale kuliste a bałwan w każdym punkcie jest sumą wszystkich fal (przeszkadzanie). Za przeszkodą pojawią się obszary wzmocnienia i osłabienia rozchodzących się fal.
Zjawisko dyfrakcji występuje na rzecz wszystkich rodzajów fal np. fal elektromagnetycznych, fal dźwiękowych natomiast fal materii.
Jeden z najprostszych przykładów zjawiska dyfrakcji zachodzi, podczas gdy równoległa pakiet światła (np z lasera) przechodzi przez wąską pojedynczą szczelinę zwaną szczeliną dyfrakcyjną. Zgodnie z zasadą Huygensa ktoś piksel szczeliny o szerokości d, jest nowym źródłem fali. Między źródłami zachodzi mieszanie się, co powoduje wzmacnianie i amortyzowanie światła rozchodzącego się w różnych kierunkach. Na rzecz pojedynczej szczeliny czytelność w funkcji kąta odchylenia od osi przyjmuje postać:
,
gdzie:
- I – rozmiar światła,
- I0 – amplituda światła w ekstremum alias na rzecz kąta równego 0,
- λ – rozciągłość fali,
- d – wielkość szczeliny,
- funkcja sinc(x) = sin(x)/x.
Przepuszczenie fali przez szczelinę dyfrakcyjną pozwala na epitet kierunku rozchodzenia się fali. Im mniejsza jest wielkość szczeliny, tym dokładniej jest dozwolone to poczynić. Równolegle zmniejszanie szczeliny powoduje, iż trudniej jest skonstatować energię fali, gdyż rozprasza się białogłowa na przekraczający powierzchnia. W efekcie iloczyn błędu określenia energii natomiast błędu pomiaru kierunku musi być bardziej natężony od pewnej stałej. Oznacza to, iż istnieje ogrodzenie dokładności pomiaru parametrów rozchodzącej się fali. Wizja to ma fundamentalne cechowanie, jeśli weźmie się przy uwagę, iż każda materialna korpuskuła jest falą. Widziadło to jest potwierdzeniem zasady nieoznaczoności. Dwoistość korpuskularno-falowy powoduje, iż możliwa jest monitoring dyfrakcji cząstek materialnych. Eksperymenty udowodniły, iż upiór to zachodzi na rzecz elektronów i neutronów
Aby pokrzepić falę przechodzącą przez szczelinę stosuje się w optyce stosunki wielu takich szczelin, nazywane siatką dyfrakcyjną. Efekty optyczne od każdej szczeliny dodają się, przez co behawior fali zależy właśnie od stałej siatki.
Zjawisko dyfrakcji zachodzi również, gdy fale przechodzą przez krocie mniej więcej siebie położonych warstw. Gdyby dystans między warstwami jest stała, kolejne maksima fali jest dozwolone zaprezentować zależnością:
,
gdzie:
- d – stała siatki,
- θ – zakątek od osi wiązki światła,
- λ – rozciągłość fali,
- m – przyjmuje wartości całkowite dodatnie od 1,2,3,…
Dla promieniowania rentgenowskiego upiór to pozwala na obserwacje kolejnych warstw kryształu. W świetle widzialnym dyfrakcję na warstwach wolno przyglądać się jak dyspersja światła białego na powierzchni płyty CD. Kolejne ścieżki tworzą, następujące po sobie warstwy, na których fale o różnych kolorach, załamują się poniżej różnym kątem. W efekcie przestrzeń niezadrukowana posyp rozdziela się na poszczególne barwy.
Jeżeli prześledzimy behawior się fali, która omija przeszkodę mniejszą aniżeli dwa długości fali, okaże się, iż bałwan nie reaguje na owszem wąski cel. Okoliczność ów powoduje nieodzowność stosowania krótszych fal do obserwacji mniejszych przedmiotów. Tak aby patrzeć strukturę krystaliczną materii, konieczne jest zwyczaj fal rentgenowskich. Zjawa dyfrakcji pozwoliło na postęp krystalografii rentgenowskiej, na skutek której odkryto strukturę spirali DNA. W procesie produkcji układów scalonych wykorzystuje się przestrzeń niezadrukowana do rysowania kształtu obwodu elektrycznego na podłożu. Mara dyfrakcji zmusza producenta mikroprocesorów do zastosowania fal dwaj rózgi krótszych aniżeli, konieczna dokładność struktury układu. Na rzecz obwodów o dokładności 0,13 μm, oznacza to niezbędność posłużenia się ultrafioletem. O ile stosunki scalone mają się otwierać zgodnie z prawem Moore’a, konieczne jest implementacja nowych technologii opierających się na falach mniejszej długości. Światło ulega największemu załamaniu w narożach i zakrętach ścieżek maski, konstruktorzy współcześnie właśnie modyfikują maskę w narożach otworów i na zakrętach ścieżek by zmniejszyć dyfrakcję, rozciągłość światła dobiera się owszem by zupa prążki interferencyjne równoległych ścieżek nie nakładały się, poprawiono własności emulsji. Po dokonaniu tych zmian ww reguła długości fali udało się złagodzić.
Zobacz też:
- doświadczenie Younga
- optyka
- pryzmat
- rozproszenie
Linki zewnętrzne
- Proste doświadczenia ilustrujące dyfrakcję
Kategorie: Ruch drżący i falowy • Optyka • Akustyka