Penerangan difraksi cahaya, aplikasi, contoh

The Difraksi cahaya Ia adalah nama yang menerima penyimpangan rasuk cahaya apabila ia mempengaruhi objek kecil atau pembukaan kecil pada skrin. Ia adalah Itali Francesco Maria Grimaldi yang memberikan nama pembelauan kepada fenomena ini dan yang pertama mengkajinya pada tahun 1665.

Apabila objek atau slot yang memintas rasuk cahaya adalah urutan kesepuluh milimeter atau kurang, bayangan yang diunjurkan tidak tepat. Sebaliknya ia merebak di sekitar apa yang sepatutnya menjadi bayangan geometri. Itu kerana sinar cahaya dialihkan dan merebak di tepi halangan.

Difraksi cahaya penunjuk laser kerana pembukaan persegi dan corak difraksi yang diunjurkan pada skrin. Sumber: f. Zapata.

Angka atas menunjukkan corak kawasan yang jelas dan gelap yang bergantian. Ia dihasilkan oleh cahaya penunjuk laser (panjang gelombang 650 nm) ketika melalui slot persegi 0.1mm x 0.1mm dan diproyeksikan pada skrin. 

Fenomena pembentukan corak ini juga diperhatikan dalam gelombang bunyi dan gelombang di permukaan air, serta dalam gelombang radio dan X -rays. Itulah sebabnya kita tahu bahawa ia adalah fenomena yang beralun.

[TOC]

Penerangan mengenai fenomena difraksi

Dalam sekumpulan cahaya monokromatik (yang mengandungi panjang gelombang tunggal) seperti cahaya laser, difraksi kejadian rasuk bercahaya pada halangan membentuk corak jalur cahaya dan gelap ketika memproyeksikan pada skrin.

Pada pelupusan kawasan cahaya dan gelap ini dipanggil Corak difraksi.

Prinsip Fresnel - Huygens

Gelombang difraksi dengan cara huygens dan fresnel

Difraksi dijelaskan secara klasik, menurut Prinsip Fresnel - Huygens.

Ia datang dari superposisi gelombang sfera yang berasal dari pinggir halangan dan dari titik -titik lain dari gelombang depan yang bersempadan dengan tepi, sehingga campur tangan antara gelombang dari set sumber sekunder ini terjadi. 

Boleh melayani anda: aliran volumetrik

Apabila dua atau lebih gelombang bertepatan di tempat yang sama ruang, gangguan di antara mereka berlaku. Ia boleh berlaku kemudian bahawa amplitud masing -masing ditambah atau dikurangkan, selepas itu masing -masing mengikuti.

Semuanya bergantung kepada sama ada gelombang bertepatan dengan fasa. Sekiranya ya, amplitudnya menambah.

Itulah sebabnya corak difraksi telah diterangi dan kawasan gelap. 

Tidak seperti fenomena gangguan bercahaya, di mana bilangan sumber gelombang adalah dua atau tiga, dalam hal pembelauan bilangan sumber sekunder gelombang sfera sangat besar dan cenderung membentuk kontinum dari fuentes. 

Gangguan beralun dalam difraksi lebih ketara jika sumber mempunyai panjang gelombang tunggal dan semua foton yang membentuk rasuk cahaya berada dalam fasa, seperti halnya cahaya dari laser.

Aplikasi difraksi cahaya

Pengesanan kegagalan atau patah permukaan

The interferometri berbintik Ia adalah salah satu aplikasi praktikal fenomena difraksi yang bercahaya.

Apabila permukaan diterangi dengan cahaya laser, depan gelombang cahaya.

Terdapat corak difraksi dengan penampilan berbintik (Speckle dalam bahasa Inggeris), yang memberikan maklumat dari permukaan dari mana foton yang dicerminkan datang.

Boleh melayani anda: litar terbuka

Dengan cara ini, kegagalan atau patah dapat dikesan dalam sekeping, yang tidak dapat dilihat dengan mata kasar.

Peningkatan gambar fotografi

Pengetahuan tentang corak difraksi yang terdapat dalam imej fotografi atau digital objek astronomi: bintang atau asteroid, berfungsi untuk memperbaiki resolusi imej astronomi.

Teknik ini terdiri daripada mengumpulkan sebilangan besar imej objek yang sama yang secara individu dari definisi atau kecerahan sedikit.

Kemudian, apabila mereka diproses secara komputasi dan mengekstrak bunyi dari pembelauan, ia menghasilkan imej resolusi yang lebih besar.

Oleh itu, adalah mungkin untuk menunjukkan butir -butir yang digunakan sebelum ini di asalnya, kerana tepatnya kepada pembelauan bercahaya.

Contoh harian difraksi

Difraksi adalah fenomena yang pasti hampir semua kita diperhatikan, tetapi kita tidak selalu mengenal pasti asalnya dengan betul. Di sini kita mempunyai beberapa contoh:

Pelangi

Pelangi terutamanya disebabkan oleh tumpang tindih gelombang refraktif dan tercermin di dalam titisan air nipis.

Mereka membentuk satu set sumber bercahaya yang sangat besar, yang ombaknya mengganggu corak berwarna pelangi yang kita kagumi selepas hujan.

Warna CD

Cahaya yang memantul CD atau DVD juga membentuk corak berwarna -warni. Mereka mempunyai asal usul mereka dalam fenomena pembelauan cahaya yang dicerminkan oleh alur sub-militer yang membentuk petunjuk.

Hologram

Hologram yang biasanya muncul pada kad kredit dan produk jenama, membentuk imej tiga dimensi.

Ini disebabkan oleh superposisi gelombang dari titik refleks yang tidak terhitung jumlahnya. Titik sedemikian tidak diedarkan secara rawak, tetapi dibentuk oleh corak difraksi objek asal, yang diterangi dengan cahaya laser dan kemudian terukir pada plak fotografi.

Ia boleh melayani anda: Graff Van Generator: Pihak, Bagaimana Ia Berfungsi, Aplikasi

Halos di sekeliling badan bercahaya

Halesses bercahaya atau pusaran soline kerana ia juga diketahui dibentuk oleh pembelauan cahaya oleh zarah atau kristal yang terdapat di atmosfera atas. Sumber: Pixabay.

Kadang -kadang anda dapat melihat hujan es atau cincin di sekitar matahari atau bulan.

Mereka dibentuk kerana cahaya dari badan -badan langit ini melantun atau dicerminkan dalam jumlah zarah atau kristal yang banyak yang terbentuk di atmosfera atas.

Mereka bertindak sebagai sumber sekunder dan superposisi mereka menghasilkan corak difraksi yang membentuk halo surgawi.

Warna gelembung sabun

Ketidaksuburan dari beberapa permukaan seperti gelembung sabun, atau sayap lutak beberapa serangga, dijelaskan oleh pembelauan cahaya. Di permukaan ini nada dan warna cahaya diperhatikan berbeza bergantung pada sudut pemerhatian.

Foton yang dicerminkan dalam lapisan separa telus yang nipis membentuk satu set besar sumber bercahaya yang mengganggu secara konstruktif atau merosakkan.

Dengan itu membentuk corak yang sepadan dengan panjang gelombang atau warna yang berbeza, di mana cahaya sumber asalnya dibuat. 

Jadi hanya panjang gelombang dari trajektori tertentu yang diperhatikan: yang mulai dari titik -titik yang dicerminkan, ke mata pemerhati dan mempunyai perbezaan keseluruhan dalam panjang gelombang.

Panjang gelombang yang tidak memenuhi keperluan ini dibatalkan dan tidak dapat diperhatikan.

Rujukan

1. Bauer, w. 2011. Fizik untuk Kejuruteraan dan Sains. Jilid 1. MC Graw Hill.
2. Figueroa, d. (2005). Siri: Fizik untuk Sains dan Kejuruteraan. Jilid 7. Gelombang dan Fizik Kuantum. Diedit oleh Douglas Figueroa (USB).
3. Giancoli, d.  2006. Fizik: Prinsip dengan aplikasi. 6th. Ed Prentice Hall.
4. Serway, r., Jewett, J. (2008). Fizik untuk Sains dan Kejuruteraan. Jilid 1. Ke -7. Ed. Pembelajaran Cengage.
5. Tipler, ms. (2006). Fizik untuk Sains dan Teknologi. Edisi ke -5. Jilid 1. Editorial kembali.
6. Wikipedia. Difraksi. Pulih dari: Adakah.Wikipedia.org.