Diffractie

Wanneer diffractie zichtbaar wordt

Is een opening vele golflengten breed, dan blijft de centrale bundel smal en werkt de stralenoptica goed. Naarmate λ/a groter wordt, neemt de spreiding toe. Dit verklaart ook waarom geluid met zijn veel grotere golflengten makkelijker om deuren en hoeken heen buigt dan zichtbaar licht.

Minima van een enkele spleet

Deze relatie geeft de donkere minima, niet de secundaire maxima. Het centrale maximum ligt tussen de eerste minima aan beide zijden.

Waarom het centrale maximum bijzonder is

In het ideale patroon van één spleet is het centrale maximum het helderst en, gemeten tussen de eerste minima, ongeveer tweemaal zo breed als de naburige maxima. De zijmaxima worden steeds zwakker. De volledige intensiteitscurve heeft een sinc²-vorm; voor veel opgaven is de minima-relatie al voldoende.

Diffractie is niet hetzelfde als tweebroninterferentie

Beide verschijnselen volgen uit superpositie. Bij een dubbelspleet is de belangrijkste fasevergelijking die tussen twee gescheiden coherente openingen. Bij een enkele spleet interfereren bijdragen uit alle posities over één eindige opening. Een echte dubbelspleet heeft bovendien een eindige spleetbreedte, zodat de interferentiefranjes binnen een bredere diffractie-envelop liggen.

Hoe de opening het patroon bepaalt

De essentiële verhouding is λ/a. Een grotere golflengte of kleinere spleet maakt het patroon breder. Voor kleine hoeken geldt op een scherm op afstand L: y₁ ≈ Lλ/a, zodat de volledige breedte van het centrale maximum ongeveer 2Lλ/a is.

Het is te simpel om de zijpieken volledig als “interferentie van twee randen” te beschrijven. De hele opening draagt bij; het paarsgewijs combineren van punten is een afleidingsmethode, geen fysische bewering dat er slechts twee bronnen zijn.

Uitgewerkte voorbeelden

1. Eerste minimum

λ = 500 nm en a = 5,0 μm. Bereken θ₁.

2. Een smallere spleet

Wat gebeurt er als a wordt gehalveerd bij gelijke λ?

3. Centrale breedte op een scherm

λ = 600 nm, a = 0,20 mm en L = 2,0 m.