Дифракција светлости
Једна од основних поставки на којој се базирају закључци у геометријској оптици је да се светлост простире праволинијски. На основу тога се објашњава појава сенки тела или контура различитих отвора. Посматрамо извор светлости Ѕ чија светлост пада на препреку са малим отвором. На заклону се види слика отвора. Као последица праволинијског простирања светлости величина слике отвора на заклону би требало да буде до тачака А и В (круг). Aко је отвор велики слика отвора ће бити ограничена тачкама А и В.
Ако се велинина отвора смањи на око 0,3mm, јавља се значајно одступање од праволинијског простирања светлости и на заклону ће се појавити светлост и ван подручја ограниченог тачкама А и В. Што се отвор више смањује светлост ће се све више ширити ван подручја АВ. Интензитет светлости ван подручја АВ ће бити мањи.
При овоме се јављају и ефекти инетрференције па се на заклону око централног лика јављају светле и тамне пруге. Услед интерференције може да се деси да подручје АВ буде тамно.
Очигледно је да се светлост под оваквим околностима не простире праволинијски, односно долази до савијања светлости.
Одступање од праволинијског простирања светлости утврдио је Грималди још 1663. године. Он је запазио да при пропуштању Сунчеве светлости у мрачну собу кроз узан кружни отвор, на супротном зиду настаје осветљен круг опкољен светлим и тамним прстеновима.
Појава скретања светлост од праволинијског простирања када наиђе на мали отвор или препреку назива се дифракција (difractio – савијање) светлости. Дифракција светлости зависи од односа таласне дужине и димензија препреке или отвора. Што је отвор мањи, дифракција је израженија.
Појава дифракције може да се запази у различитим облицима. Ако је отвор на препреци у облику уског праволинијског прореза, на заклону ће се појавити наизменично светле и тамне пруге (ако се користи монохроматска светлост). Сенке врло малих предмета су оивичене параленим пругама.
Танка жица (0,2mm):
Ови ефекти се примећују и код великих предмета са оштрим ивицама (жилет, нож).
Појава дифракције светлости није везана за промену брзине светлости и промену њене таласне дужине, јер светлост не прелази из једне у другу средину. Ова појава се одвија при кретању светлости у једној истој средини.
Појаву дифракције је објаснио Френел (тек) 1818. године узимајући и обзир Хајгенсов принцип и појаву интерференције.
Хајгенсов прицип – Свака тачка средине погођена таласом постаје извор нових таласа. То значи да свака тачка ивице препреке или отвора постаjе извор нових сферних таласа. А дифракција настаје због интерференције тих таласа који настају на ивицама отвора или преграде.
Дифракциона слика се разликује од интерференционе по томе што немају сви максимуми исти интензитет.
Најинтензивнији је централни максимум, а удаљавајући се од њега максимуми имају све мањи мањи интензитет.
Препрека АВ, кружног облика и малог пречника, постављена је између тачкастог извора монохроматске светлости и заклона. Када не би било дифракције, на заклону би се добила кружна сенка СD. Пошто на ивицама кружне препреке настаје дифракција светлости, светлосни зраци падају по целом заклону. Због тога иза препреке настаје интерференција дифракционе светлости. У тачку О на заклону падају зраци који прелазе исте путеве, њихове фазе су исте, па се они максимално појачавају. У осталом делу заклона формираће се концентрични тамни и светли кружни прстенови. Између прстенова максималног појачања и слабљења налазе се прстенови делимичног појачања и слабљења, тако да је прелаз од светлих на тамне прстенове континуалан.
Ако се уместо монохроматске употреби сложена (полихроматска) светлост, на заклону ће се уместо светлог круга образовати спектар употребљене светлости.
Када се на пут монохроматске светлости постави препрека са узамним прорезом, на заклону се иза прореза добија интерференциона слика у чијој средини се налази светла пруга. Са леве и десне стране од ове светле пруге наизменично се смењују светле и тамне пруге.
Карактеристично је да се осветљеност пруга утолико мања што је њихово растојање од средње пруге веће.
Додатак:
| Интерференција светлости | Дифракциона решетка |