Дифракция света: свет, изгибающий вокруг препятствий

Принцип дифракции света заключается в следующем: когда свет сталкивается с препятствием или небольшой апертурой, если размер препятствия или апертуры сопоставим или меньше длины волны света, свет будет отклоняться от своей первоначальной прямой путь и распространяться в разных направлениях. Это похоже на группу муравьев, идущих по прямой линии; когда они сталкиваются с промежутками между камнями, которые примерно такого же размера, как и они, они распространяются через промежутки.

Давайте посмотрим на эксперимент по дифракции с одной щели. Когда источник света помещается перед барьером с узкой щели, свет, проходящий через щель, образует узор из чередующихся ярких и темных полос на экране. Тем не менее, эта картина несколько отличается от интерференционных полос. Центральная бахрома является самой яркой, с яркостью полос постепенно уменьшается с обеих сторон. Это происходит потому, что свет, проходящий через щель, можно рассматривать как исходящий из множества новых источников света на щели. Световые волны от этих источников мешают друг другу, создавая наблюдаемый узор на экране. Это похоже на ветер, дующий через щели в заборе; ветер формирует различные интенсивности воздушного потока на другой стороне забора, и дифракционные полосы света следуют аналогичному принципу.

В оптических приборах явление дифракции света существенно влияет на разрешение. Например, в телескопах и микроскопах линзы действуют как небольшие отверстия или препятствия, заставляя свет дифрагироваться при прохождении. Это ограничивает мельчайшие детали, которые мы можем четко наблюдать. Если два объекта находятся слишком близко друг к другу, их дифракционные картины будут перекрываться, что затрудняет их различение как отдельных объектов. Это сродни просмотру удаленных объектов в туманный день; из-за рассеяния света и дифракции объекты кажутся несколько размытыми.

Есть много других примеров дифракции света в повседневной жизни. Например, когда мы смотрим на компакт-диск, поверхность имеет много тонких канавок. Когда свет светит на него, происходит дифракция, и мы видим спектр цветов на компакт-диске. Дифракция света похожа на игривую игру между светом и препятствиями, где свет огибает препятствия, создавая уникальные визуальные эффекты.