Diffraktion

Böjning av plana vågor genom ett nålhål
Två spalter ger ett diffraktions- och interferensmönster. Här markeras bara riktningar där avståndet mellan spalterna ger maximal amplitud.
Varje enskild spalt ger ett diffraktionsmönster. Spaltens bredd i förhållande till våglängden avgör i vilka riktningar som amplituden blir minimal (grått). Formen på det centrala området med stor amplitud till höger gör att man talar om "böjning" av vågen, som var plan innan spalten.

Diffraktion (latin diffractio, av diffringere, sönderbryta) är böjning av ljus.

Om parallellt ljus får falla på en öppning i en ogenomskinlig vägg, kommer strålarna att breda ut sig så att den bild av öppningen som uppfångas på en skärm blir större än den skulle vara om strålarna fortplantade sig helt rätlinjigt. Det verkar alltså som om ljusstrålarna skulle böjas vid kanterna av öppningen. Förklaringen till detta fenomen hämtas ur teorin om ljusets vågnatur. Enligt Huygens princip kan varje partikel inom en ljusvåg betraktas såsom medelpunkt för ett nytt vågsystem, som sänder ut strålar i alla riktningar, och strålar utgår från öppningen.

Interferens ger diffraktionsmönster

Diffraktion, Nordisk familjebok.png

Låt ab vara en mångfaldigt förstorad öppning, genom vilken parallella ljusstrålar infaller i ett mörkt rum. Nära öppningen, som i detta fall utgörs av en mycket smal springa, ligger de särskilda punkterna i öppningen ungefär lika långt från ljuskällan och måste följaktligen befinna sig i nästan samma svängningstillstånd eller tillsammans bilda delar av samma ljusvåg. Strålar utgår alltså från varje punkt i öppningen ab. Punkten c, som ligger på den mot ab vinkelräta mittlinjen de, ligger också symmetriskt, så att en stråle genom c på ena sidan om cd motsvaras av en likadan stråle på andra sidan, som tillryggalagt lika lång väg från utgångspunkten och alltså måste befinna sig i samma fas eller svängningstillstånd och därför förstärka den andra strålen. I punkten c måste det alltså vara så att strålarna parvis understödjer (förstärker) varandra, så att ett starkt ljus uppkommer, om det till exempel uppfångas på en skärm, YZ.

På sidan om c blir förhållandet ett annat. Om till exempel i punkten n, skillnaden mellan de yttersta strålarna, an - bn = aq, är en hel ljusvågs längd, så skiljer sig strålarna an och ”dn” med en halv våglängd och utsläcker därför varandra. Varje stråle som utgår från en punkt på ”ad” i riktning mot n upphävs på samma sätt av en stråle som utgår från motsvarande punkt på ”db”. Detta gör att punkten n blir mörk. Utanför ”n” börjar ljuset åter att framträda och blir intensivare ända till en punkt m, som ligger så att skillnaden mellan de yttersta strålarna, am-bm är tre halva våglängder. I punkten n1, där skillnaden an1-bn1 är två hela våglängder, blir det återigen mörkt, av samma skäl som vid n, och så vidare.

Ljusminima uppstår alltså i alla punkter där vägskillnaden mellan de yttersta strålarna är en hel våglängd för ljuset eller flera hela våglängder. Maxima uppstår mellan punkterna med minima, på de ställen där vägskillnaderna är en udda multipel av en halv våglängd ((2N + 1) * L/2, där N är ett heltal). Att dessa maxima blir mindre intensiva längre ut åt sidorna kan kanske inses utan ytterligare utredning. I till exempel punkten m, där skillnaden mellan de yttersta strålarna antogs vara tre halva våglängder, upphäver strålarna varandra parvis inom två tredjedelar av strålknippet, så att endast den återstående tredjedelen kan verka. I nästa ljusmaximum, med fasskillnaden fem halva våglängder, blir den verksamma delen endast en femtedel, och så vidare.

Om öppningen har en annan form uppstår andra figurer. Är den rektangulär, blir bilden naturligtvis en kombination av två sådana som den avbildade, lagda vinkelrätt över varandra. En rund öppning ger i mitten en ljus fläck, omgiven av omväxlande mörka och ljusa koncentriska ringar. Allt detta gäller endast under förutsättningen att det infallande ljuset är homogent, det vill säga enfärgat. Om till exempel solljus får falla genom öppningen får strålar med olika våglängd och följaktligen av olika färg inte sina ljusmaxima i samma punkter. Utanför det mittersta maximat blir det inte vitt någonstans. Inte heller blir det fullständigt mörkt i någon punkt. Det blir ett varierande mönster med olika färger (böjningsfärger) i olika punkter. I varje punkt är någon viss färg dominerande.

Andra Språk
العربية: حيود
বাংলা: অপবর্তন
беларуская: Дыфракцыя
български: Дифракция
català: Difracció
čeština: Difrakce
chiShona: Bvurunuro
Cymraeg: Diffreithiant
Ελληνικά: Περίθλαση
English: Diffraction
Esperanto: Difrakto
فارسی: پراش
français: Diffraction
Gaeilge: Díraonadh
galego: Difracción
한국어: 회절
Հայերեն: Դիֆրակցիա
हिन्दी: विवर्तन
hrvatski: Ogib
Bahasa Indonesia: Difraksi
italiano: Diffrazione
עברית: עקיפה
қазақша: Дифракция
Kreyòl ayisyen: Difraksyon
Кыргызча: Дифракция
latviešu: Difrakcija
lietuvių: Difrakcija
magyar: Diffrakció
മലയാളം: വിഭംഗനം
मराठी: विवर्तन
монгол: Дифракц
Nederlands: Diffractie
日本語: 回折
norsk nynorsk: Diffraksjon
ਪੰਜਾਬੀ: ਵਿਵਰਤਨ
Piemontèis: Difrassion
polski: Dyfrakcja
português: Difração
română: Difracție
русский: Дифракция
sicilianu: Diffrazzioni
සිංහල: විවර්තනය
Simple English: Diffraction
slovenčina: Difrakcia
slovenščina: Uklon
српски / srpski: Дифракција
srpskohrvatski / српскохрватски: Difrakcija
Basa Sunda: Difraksi
suomi: Diffraktio
తెలుగు: వివర్తనం
Türkçe: Kırınım
українська: Дифракція
اردو: انکسار
Tiếng Việt: Nhiễu xạ
中文: 衍射