dyfrakcja

Dyfrakcja (ugięcie fali) – zespół zjawisk związanych ze zmianą kierunku rozchodzenia się fali będący odstępstwem od praw optyki geometrycznej. Dyfrakcję w węższym znaczeniu określa się jako ugięcie światła wokół krawędzi przeszkody lub otworu w obszarze cienia przeszkody. Dyfrakcja, jako zmiana amplitudy fali niezgodnie z prawami optyki geometrycznej, jest odpowiedzią fal na lokalną niejednorodność ośrodka, w którym się rozchodzą, oraz niejednorodności samej fali. Dyfrakcja występuje dla każdej fali o amplitudzie zmieniającej się w kierunku prostopadłym do jej biegu oraz gdy własności falowe ośrodka powodują różnicowanie amplitudy w wiązce fal (np. przysłony). Rozpraszania dyfrakcyjne pojawiają się, gdy fala przemieszcza się przez medium o zmiennym współczynniku załamania lub gdy fala przemieszcza się przez ośrodek o zmiennej impedancji. Efektem dyfrakcji są wzory fal niemożliwe do wyjaśnienia prawami optyki geometrycznej. Efekty dyfrakcji są wyraźnie widoczne, gdy obserwuje się falę z dokładnością porównywalną do długości fali. Trwałe wzory dyfrakcyjne wywoływane są przez fale spójne. Efekty zmiany kierunku ruchu i rozpraszania fal, które można wyjaśnić prawami optyki geometrycznej nie są uznawane za dyfrakcję. Dyfrakcja występuje przy wszystkich rodzajach fal, w tym falach dźwiękowych, falach wodnych i wszystkich rodzajach fal elektromagnetycznych. Dyfrakcja występująca dla materii np. elektronów, atomów i molekuł na kryształach jest wyjaśniana przez mechanikę kwantową. Fale dźwiękowe mają długości rzędu 1 metra, ich dyfrakcja ma decydujące znaczenie w kształtowaniu przestrzeni akustycznej i jest na równi z odbiciem dźwięku odpowiedzialna za rozprzestrzenianie się dźwięku. Zjawisko dyfrakcji rozpatruje się jako interferencję fal cząstkowych powstających zgodnie z zasadą Huygensa. W najprostszym przypadku rozważa się przejście światła przez niewielki otwór (szczelinę) w przeszkodzie, na którym zachodzi ugięcie fali. Ugięcie zachodzi dla każdej wielkości przeszkody (otworu), ale kąt ugięcia jest tym większy im większa jest długość fali a przeszkoda mniejsza. Dyfrakcja używana jest do badania fal oraz obiektów o niewielkich rozmiarach, w tym i kryształów, ogranicza zdolność rozdzielczą układów optycznych.