Dyfrakcja

Dyfrakcja jest to zjawisko ugięcia się fal podczas ich rozchodzenia się w niejednorodnym środowisku, na przykład podczas napotkania przez fale przeszkody lub otworu.

Dyfrakcja jest szczególnie dobrze widoczna, gdy fala napotka na przeszkodę lub otwór o rozmiarach porównywalnych z długością fali. Wówczas przeszkoda wydaje się być źródłem nowej fali. Gdy przeszkoda jest większa, ugięcie fali jest nieznaczne.

Dyfrakcję ilustruje świetnie poniższy rysunek morskich fal.

Do opisu zjawiska dyfrakcji fal wykorzystujemy zasadę Huygensa.

Zasada Huygensa

Każdy punkt ośrodka, do którego dociera fala, staje się źródłem fali cząstkowej o takiej samej częstotliwości, kulistej lub kolistej, w zależności czy mamy do czynienia z falą przestrzenną czy powierzchniową. W wyniku otrzymujemy interferencję (nałożenie) wtórnych fal cząstkowych (elementarnych).

Zasadę Huygensa ilustruje poniższy rysunek.

Przykłady

Dzięki zjawisku dyfrakcji fal możemy usłyszeć dźwięki zza budynku, na narożach których, a także ich częściach i otworach fala dźwiękowa ugina się (ulega dyfrakcji) i dociera do nas mimo, że nie stoimy bezpośrednio na drodze tej fali.

Dyfrakcję fal rentgenowskich wykorzystuje się w badaniu niejednorodności materiałów w materiałoznawstwie,

Pytania

Czy światło ulega dyfrakcji?

Tak. Światło załamuje się na przeszkodach bardzo małych rozmiarów.

Jak czytamy nazwisko Huygens?

Nazwisko to należy czytać Hojhens.

Czy fale materii ulegają dyfrakcji?

Tak, te fale również ulegają dyfrakcji.

Dyfrakcja światła

Dyfrakcja światła to odchylenie od prostoliniowego biegu promienia światła w pobliżu przeszkody. To inaczej ugięcie światła. Dyfrakcja jest zjawiskiem, które dowodzi falowej natury światła.

Interferencja

Interferencja fal jest to nakładanie się fal o tej samej częstotliwości na siebie, w wyniku czego amplituda fali wypadkowej rośnie lub maleje w różnych punktach ośrodka w zależności od różnicy faz fal składowych.

Fala mechaniczna

Fala mechaniczna jest to rozchodzące się ze stałą prędkością w ośrodku jednorodnym zaburzenie. Zaburzenie to jest przenoszone dzięki drganiom (ruchowi harmonicznemu) cząstek ośrodka materialnego. To tak zwany ruch falowy.

Odbicie i załamanie fali

Gdy fala mechaniczna napotka na swojej drodze inny ośrodek materialny, który ma inne właściwości sprężyste, gęstość, dochodzi wówczas do zjawiska odbicia i załamania fali (refrakcji) na granicy tych ośrodków.