Popis svetla difrakcie, aplikácie, príklady

Ten Difrakcia svetla Je to názov, ktorý prijíma skreslenie svetelného lúča, keď ovplyvňuje malý predmet alebo malý otvor na obrazovke. Bola to talianska Francesco Maria Grimaldi, ktorá dala menom difrakcie tomuto fenoménu a prvý ho študoval v roku 1665.

Ak je objekt alebo slot, ktorý zachytáva svetelný lúč, rádovo desatiny milimetra alebo menej, premietaný tieň nie je presný. Skôr sa šíri okolo toho, čo by malo byť jeho geometrický tieň. Je to preto, že svetelný lúč je odklonený a šíri sa na okrajoch prekážky.

Difrakcia svetla laserového ukazovateľa v dôsledku štvorcového otvoru a jeho premietaného difrakčného vzoru na obrazovke. Zdroj: f. Zapata.

Horný obrázok ukazuje veľmi konkrétny vzor jasných a tmavých oblastí, ktoré sa striedajú. Vyrába sa svetlom laserového ukazovateľa (vlnová dĺžka 650 nm) pri prechádzaní štvorcovým slotom 0,1 mm x 0,1 mm a premieta sa na obrazovku. 

Tento jav tvorby vzoru je tiež pozorovaný vo zvukových vlnách a vlnách na hladine vody, ako aj v rádiových vlny a X -Rays. Preto vieme, že je to nesmierne zvlnený jav.

[TOC]

Opis difrakčného javu

V zväzku monochromatického svetla (ktoré obsahuje jednu vlnovú dĺžku), ako je laserové svetlo, difrakcia incidentu svetelného lúča na prekážke tvorí vzor svetlých a tmavých pásov pri premietaní na obrazovku.

K dispozícii z ľahkých a tmavých oblastí sa volá difrakcia.

Fresnel Princíp - Huygens

Vlnová difrakcia spôsobom Huygens a Fresnel

Difrakcia je klasicky vysvetlená podľa Fresnel Princíp - Huygens.

Vychádza zo superpozície sférických vĺn vychádzajúcich z okraja prekážky a z ostatných bodov vlny, ktoré hraničí s hranami, takže dochádza. 

Môže vám slúžiť: Volumetrický tok

Keď sa dve alebo viac vĺn zhoduje na rovnakom mieste priestoru, nastane rušenie medzi nimi. Potom sa môže stať, že ich príslušné amplitúdy sa pridávajú alebo odpočítajú, po ktorých každá z nich nasleduje.

Všetko záleží na tom, či sa vlny zhodujú vo fáze. Ak áno, amplitúdy sa pridávajú.

Preto sa difrakčný vzor osvetľoval a tmavé oblasti. 

Na rozdiel od fenoménu svetelného rušenia, v ktorom je počet zdrojov vĺn dva alebo tri, v prípade difrakcie je počet sekundárnych zdrojov sférických vĺn veľmi veľký a má tendenciu tvoriť kontinuum z Fuentes. 

Zvlnená interferencia v difrakcii je pozoruhodnejšie, ak má zdroj jednu vlnovú dĺžku a všetky fotóny, ktoré tvoria svetelný lúč, sú vo fáze, ako je to v prípade svetla z lasera.

Aplikácie ľahkej difrakcie

Detekcia zlyhania alebo zlomeniny povrchu

Ten škvrnitá interferometria Je to jedna z praktických aplikácií javu svetelného difrakcie.

Keď je povrch osvetlený laserovým svetlom, predná vlna svetla.

Existuje difrakčný vzor s škvrnitým vzhľadom (Škvrna v angličtine), ktorý poskytuje informácie z povrchu, z ktorého prichádzajú odrazené fotóny.

Môže vám slúžiť: Otvorený obvod

Týmto spôsobom je možné zistiť zlyhania alebo zlomeniny v kuse, ktorý by bol sotva viditeľný voľným okom.

Vylepšenie fotografických obrazov

Znalosť difrakčných vzorov prítomných na fotografických alebo digitálnych obrazoch astronomických objektov: Hviezdy alebo asteroidy, slúžia na zlepšenie rozlíšenia astronomických obrazov.

Táto technika spočíva v zhromažďovaní veľkého počtu obrazov toho istého objektu, ktorý má individuálne definíciu alebo jas.

Potom, keď sú výpočtovo spracované a extrahujú šum z difrakcie, vedú k obrazu väčšieho rozlíšenia.

Preto je možné zobraziť detaily, ktoré sa použili predtým v origináloch, práve kvôli svetelnej difrakcii.

Denné príklady difrakcie

Difrakcia je jav, ktorý určite pozoroval takmer všetci, ale nie vždy identifikujeme jeho pôvod. Tu máme niekoľko príkladov:

Dúha

Dúha je spôsobená hlavne prekrývaním refrakčných a odrazených vĺn vo vnútri tenkých kvapiek vody.

Vytvárajú veľmi veľkú sadu sekundárnych svetelných zdrojov, ktorých vlny zasahujú farebný vzor dúhy, ktorú obdivujeme po daždi.

Farby CD

Svetlo, ktoré odráža CD alebo DVD, tiež tvorí nápadné farebné vzory. Majú svoj pôvod vo fenoméne difrakcie svetla odrážaného podvolovinskými drážkami, ktoré tvoria stopy.

Hologramy

Hologram, ktorý sa zvyčajne objavuje na kreditných kartách a značkových výrobkoch, tvorí trojrozmerný obraz.

Je to kvôli superpozícii vĺn z nespočetných tlačených reflexných bodov. Takéto body nie sú náhodne distribuované, ale boli tvorené difrakčným vzorom pôvodného objektu, ktorý bol osvetlený laserovým svetlom a neskôr vyrytý na fotografickom plaku.

Môže vám slúžiť: Graff Van Generátor: strany, ako to funguje, aplikácie

Halos okolo svetelných telies

Svetelné haressy alebo solské víry, ako sú známe, sú tvorené difrakciou svetla časticami alebo kryštálmi prítomnými v hornej atmosfére. Zdroj: Pixabay.

Niekedy môžete vidieť krupobitie alebo krúžky okolo slnka alebo mesiaca.

Vytvárajú sa preto, že svetlo z týchto nebeských telies sa odráža alebo sa odráža v nespočetných množstvách častíc alebo kryštálov vytvorených v hornej atmosfére.

Pôsobia zase ako sekundárne zdroje a ich superpozícia vedie k difrakčnému vzoru, ktorý tvorí nebeský halo.

Farby mydlových bublín

Iridescent niektorých povrchov, ako sú mydlové bubliny alebo priesvitné krídla niektorých hmyzu, je vysvetlená difrakciou svetla. Na týchto povrchoch sa tóny a farby svetla pozorované líšia v závislosti od uhla pozorovania.

Fotóny odrážané v tenkých polotransparentných vrstvách tvoria veľkú sadu svetelných zdrojov, ktoré interferujú konštruktívne alebo deštruktívne.

Takto vytvorte vzory zodpovedajúce rôznym vlnovým dĺžkam alebo farbám, z ktorých je zložené pôvodné zdrojové svetlo. 

Takže sa pozorujú iba vlnové dĺžky z určitých trajektórií: tie od odrážaných bodov, po oko pozorovateľa a majú celý rozdiel v vlnových dĺžkach.

Vlnové dĺžky, ktoré túto požiadavku nespĺňajú, sa zrušujú a nedajú sa pozorovať.

Odkazy

1. Bauer, w. 2011. Fyzika pre inžinierstvo a vedy. Zväzok 1. MC Graw Hill.
2. Figueroa, D. (2005). Séria: Fyzika pre vedu a inžinierstvo. Zväzok 7. Vlny a kvantová fyzika. Editoval Douglas Figueroa (USB).
3. Giancoli, D.  2006. Fyzika: Princípy s aplikáciami. 6. Ed Prentice Hall.
4. Serway, r., Jewett, J. (2008). Fyzika pre vedu a inžinierstvo. Zväzok 1. 7. Edimatizovať. Učenie sa.
5. Tipler, P. (2006). Fyzika pre vedu a techniku. 5. vydanie. Zväzok 1. Redaktor sa vrátil.
6. Wikipedia. Difrakcia. Obnovené z: je.Wikipedia.orgán.