Дифракція світла: питання і відповіді
Світло завжди був загадковий і привабливий для людини. Він асоціювався з вищими силами. Світло дарував життя - і люди розуміли це з найдавніших часів. Тому доказ - культи джерела світла - Сонця. І тому всі явища, які людина не могла пояснити на основі тих знань, які були, займали його надзвичайно. Одне з таких явищ, які уважна людина зазвичай помічає, - дифракція світла. Що ж це таке?
Побачити явище можна на власні очі, якщо пропустити промінь світла через вузький отвір і подивитися на пляму світла, яке пройшло через нього. Ми побачимо, що навколо кордону - чергуються темні і світлі смуги. Чому ми бачимо саме таку картину?
Справа в тому, що хвилі в деяких точках навколо плями підсилюють один одного, а в деяких, навпаки, знаходяться в протифазі, а тому гасять один одного. Конкретні геометричні параметри вийшла картини залежать від довжини хвилі (Тому для хвиль червоного і зеленого світла буде різна картина дифракції) і діаметра світлового пучка. Він стає з циліндричного конічним. У цьому і полягає дифракція світла. А саме явище взаємодії хвиль називається інтерференцією. Таку назву явище отримало в 19 столітті. Інтерференція і дифракція світла - явища, які найчастіше описуються в підручниках фізики.
У чому практичне застосування цього фізичного явища? Його враховують при створенні оптичних приладів (фотоапаратів, мікроскопів, телескопів), адже всі вони мають об'єктив, який своєю оправою обмежує світловий пучок.
Розрізняють дифракцию в ближній зоні (точка, на яку падає конкретний промінь, близька до перешкоди). Це явище носить ім'я дифракція Френеля. А от якщо дифракція відбувається в далекій зоні (взаємодіючі промені майже паралельні), то фізик її назве дифракцией Фраунгофера. У неї є цікава властивість: якщо отвір досить велике, то дифракція залишиться непомітною.
Також у підручнику фізики ми стикаємося з терміном дифракційні грати. Що це таке? Оптичний прилад, який являє собою прозору або відображатиме пластинку з нанесеними паралельними штрихами. Коли через нього проходить білий світ, можна побачити поділ світла на спектр. Так, решітка стає пофарбованої в кольори веселки. Призма дає лише один спектр, а решітка - кілька. Він не один, тому що світло дробиться на пучки, утворені різними смугами, а спектри тим довше, чим більше кут відхилення випромінювання від початкового напряму.
Однак адже можна пропускати через грати не тільки білий світ. А ще й світло, пропущене через деякий речовину. Така процедура називається спектральний аналіз і дозволяє виявити склад досліджуваних зразків. По тому, які промені залишилися після пропускання через дифракційну решітку, можна виявити, з чим дослідник має справу.
Та й ви теж бачили дифракційну решітку, точно, бачили. Сумніваєтеся? Це було, коли ви востаннє тримали в руках диск для комп'ютера. А він красиво грав всіма кольорами веселки. Ви спостерігали, самі того не усвідомлюючи, явище дифракції світла. Області на диску, на яких записані дані, мають мікроскопічного розміру бугорочки (тому диск так чутливий до пошкоджень), а запис проводиться по колу, тому поверхня лазерного диска - суцільна дифракційні грати.
Однак розглянемо явище дифракції більш пильно. І з'ясуємо, що собою являє дифракція світла, якщо пояснювати простою мовою. Отже, якщо промені зустрінуться з непроникним перешкодою, то промені, що проходять поруч з самим цим краєм, не йдуть прямо, хвилі нібито огинають перешкода, які їм зустрілося на шляху. Завдяки цьому процесу хвиля здатна повністю огинати об'єкти, які не більше її довжини.
Успіхів у вивченні фізики!