Дифракция

Дифракция на двух щелях Дифракция – явление, возникающее при распространении волн (например, световых и звуковых волн). Суть этого явления заключается в том, что волна способна огибать препятствия. Это предопределяет то, что волновое движение наблюдается в области за препятствием, куда волна не может попасть прямо. Явление объясняется интерференцией волн на краях непрозрачных объектов или неоднородностях между различными средами на пути распространения волны. Примером может быть возникновение цветных световых полос в области тени от края непрозрачного экрана.
Дифракция хорошо проявляется тогда, когда препятствие на пути волны сравнима по размеру с ее длиной или меньше.
Дифракция акустическая – отклонение от прямолинийого распространения звуковых волн.
Схема образования областей света и тени при дифракции на щели В случае, когда волна падает на экран со щелью, она проникает воспрепятствовать благодаря дифракции, однако наблюдается отклонение от прямолинейного распространения лучей. Интерференция волн за экраном приводит к возникновению темных и светлых областей, расположение которых зависит от направления, в котором ведется наблюдение, расстояния от экрана и т.д.
Дифракция звуковых волн часто наблюдается в повседневной жизни, поскольку мы слышим звуки, которые доносятся до нас из-за помех. Легко наблюдать огибания небольших препятствий волнами на воде.
Научные и технические использования явления дифракции – разнообразны. Дифракционные решетки служат для разложения света в спектр и для создания зеркал (например, для полупроводниковых лазеров). Дифракция рентгеновских лучей, электронов и нейтронов используется для исследования структуры кристаллических твердых тел.
Вместе дифракция накладывает ограничения на разрешающую способность оптических приборов, например, микроскопов. Объекты, размеры которых меньше длины волны видимого света (400 760 нм) невозможно рассмотреть в оптический микроскоп. Похоже ограничение действует в методе литографии, который широко используется в полупроводниковой промышленности при производстве интегральных схем. Поэтому приходится использовать источники света в ультрафиолетовой области спектра.
Явление дифракции света наглядно подтверждает теорию корпускулярно-волнового природы света.
Наблюдать дифракцию света трудно, так как волны отклоняются от помех на заметные углы только при условии, что размеры препятствий примерно равны длине волны света, а она очень мала.
Впервые, открыв интерференцию, Юнг выполнил опыт по дифракции света, с помощью которого были изучены длины волн, соответствующие световым лучам разного цвета. Изучение дифракции получило свое завершение в работах А. Френеля, который и построил теорию дифракции, которая в принципе позволяет рассчитывать дифракционную картину, которая возникает вследствие огибания светом любых препятствий. Таких успехов Френель добился, объединив принцип Гюйгенса идеей интерференции вторичных волн. Принцип Гюйгенса-Френеля формулируется так: дифракция возникает вследствие интерференции вторичных волн.