Lær

Diffraktion — Huygens–Fresnel

For en spalte med bredde a ligger fjernfeltsminimummer omtrent ved a sinθ=mλ for ikke-nul heltal m. Det centrale maksimum er bredest. En smallere spalte giver større vinkelspredning, hvilket er det klassiske eksempel på forholdet mellem lokalisering og rumligt bølgespektrum.

Huygens–Fresnel

For en spalte med bredde a ligger fjernfeltsminimummer omtrent ved a sinθ=mλ for ikke-nul heltal m. Det centrale maksimum er bredest. En smallere spalte giver større vinkelspredning, hvilket er det klassiske eksempel på forholdet mellem lokalisering og rumligt bølgespektrum.

Enkeltspalte

I nærfeltet afhænger mønsteret af krumme bølgefronter og konkrete afstande; det kaldes Fresnel-diffraktion. I fjernfeltet eller med passende linser fås Fraunhofer-regimet, hvor mønsteret kan beskrives enklere som den vinkelfordeling, aperturen skaber.

Fresnel og Fraunhofer

En cirkulær åbning giver en Airy-skive med ringe. Den første nulvinkel er omtrent 1,22λ/D. Derfor danner selv et perfekt teleskop eller mikroskop ikke et matematisk punktbillede af en punktkilde; diffraktionen sætter en opløsningsgrænse.

Cirkulær aperture

Et periodisk gitter med mange spalter giver skarpe hovedmaksima ved d sinθ=mλ. Flere belyste riller gør toppene smallere og kan forbedre evnen til at skelne nærliggende bølgelængder. Det er grunden til, at diffraktionsgitre er centrale i spektrometre.

Diffraktiond sinθ = mλ

Huygens–Fresnel

Lyd, vandbølger, elektroner, neutroner og røntgenstråler diffrakterer også. Elektron- og røntgendiffraktion er særligt nyttig i krystaller, fordi deres bølgelængder kan være sammenlignelige med atomafstande og derfor afsløre gitterets geometri.

I nærfeltet afhænger mønsteret af krumme bølgefronter og konkrete afstande; det kaldes Fresnel-diffraktion. I fjernfeltet eller med passende linser fås Fraunhofer-regimet, hvor mønsteret kan beskrives enklere som den vinkelfordeling, aperturen skaber.