Difracție

S - sursa de lumină monocromatică

${\displaystyle L_{1}}$  - lentilă convergentă - transformă fasciculul convergent în fascicul paralel (undele sferice devin unde plane)

MN - fantă din paravanul ${\displaystyle E_{1}}$ 

${\displaystyle L_{2}}$  - lentilă ce focalizează lumina difractată

Rețeaua de difracție este formată din fante înguste, rectilinii, paralele, echidistante foarte apropiate.

n= numărul de trasături pe unitatea de lungime

N= numărul de zgârieturi rectilinii pe o distanță L

${\displaystyle n={\frac {N}{L}}.}$  ${\displaystyle \left(1\right)}$ 

l= constanta rețelei

${\displaystyle l={\frac {L}{N}}={\frac {1}{n}}.}$  ${\displaystyle \left(2\right)}$ 

Diferența de drum optic se scrie:

${\displaystyle \delta =l\left(\sin i-\sin \alpha \right).}$  ${\displaystyle \left(3\right)}$ 

Determinarea maximelor, respectiv minimelor se face similar ca la interferență impunând condițiile:

${\displaystyle \delta =l\left(\sin i-\sin \alpha \right)=k\lambda .}$  ${\displaystyle \left(4\right)}$ 

${\displaystyle \delta =l\left(\sin i-\sin \alpha \right)=k\lambda +{\frac {\lambda }{2}}.}$  ${\displaystyle \left(5\right)}$ 

Deoarece ${\displaystyle i=0}$  relația (4) devine:

${\displaystyle \delta =l\left(\sin \alpha \right)=k\lambda .}$  ${\displaystyle \left(6\right)}$ 

${\displaystyle n={\frac {1}{l}}.}$  ${\displaystyle \left(7\right)}$ 

Pentru unghiuri mici:

${\displaystyle \tan \alpha ={\frac {x}{f}}=\sin \alpha ={\frac {k\lambda }{l}}.}$  ${\displaystyle \left(8\right)}$ 

Deci:

${\displaystyle \lambda ={\frac {x}{kfn}}.}$  ${\displaystyle \left(9\right)}$ 

Efectele difracției pot fi ușor observate în viața de zi cu zi.

Cele mai des întâlnite exemple de difracție sunt cele de difracție a luminii; unul îl reprezintă banda spirală cu spațiere foarte mică, de pe un CD ori DVD care se comportă ca o rețea de difracție formând imaginea unui curcubeu în direcția discului. Acest principiu poate fi extins pentru a proiecta o rețea care să producă un șablon de difracție dorit; hologramele de pe cardurile de credit sau debit sunt și ele un exemplu.

Difracția atmosferică produsă de particulele fine pot cauza apariția unui halo (inel strălucitor în jurul unei surse de lumină puternice, ca soarele sau luna). Umbra unui obiect mat, produsă de lumina unei surse compacte, prezintă mici franje în jurul marginilor. Toate aceste efecte sunt consecințe ale faptului ca lumina este o undă.

Difracția poate apărea însă cu orice fel de undă. Undele de pe suprafața apei ocolesc obstacolele întâlnite în cale (bărci, pietre). Undele sonore ocolesc obiectele, motiv pentru care o persoană care vorbește de după un copac poate fi auzită. Difracția poate fi însă și o problemă în unele aplicații tehnice. Ea stabilește o limită fundamentală a rezoluției aparatelor foto, telescoapelor sau microscoapelor.

• Difracție Fresnel
• Difracție Fraunhofer
• Difracția electronilor
• Pata lui Poisson

A. N. Tihonov, A. A. Samarski Ecuațiile fizicii matematice (traducere din limba rusă), Editura Tehnică, 1956