Difrakce: Porovnání verzí

Přidáno 20 bajtů ,  před 4 lety
m
Robot: přidáno {{Autoritní data}}; kosmetické úpravy
(→‎Mechanismus: optava překlepů)
m (Robot: přidáno {{Autoritní data}}; kosmetické úpravy)
[[Soubor:Difrakce sterbina bodova.png|thumbnáhled|Difrakce na bodové štěrbině. Vlna za štěrbinou nepokračuje přímo jako úzký paprsek, ale šíří se všemi směry v kruhových vlnoplochách.]]
[[Soubor:Difrakce sterbina mala.png|thumbnáhled|Difrakce na štěrbině široké přibližně jednu vlnovou délku. Na krátké vzdálenosti se vlna šíří především v pásu přímo za štěrbinou, ale vlivem difrakce se ohýbá také "za roh" - nad a pod pás přímého šíření. S rostoucí vzdáleností se ohybový obrazec dále mění.]]
'''Difrakce''' (česky '''ohyb''') je jev, u kterého se [[vlnění]] za překážkou "ohýbá" od svého původního směru a dostává se tak do oblasti geometrického stínu překážky. Tento proces lze sledovat u všechy typů vlnění – světla, zvuku, vln na vodě – zejména když jejich vlna prochází například štěrbinou, jejíž šířka je srovnatelná s vlnovou délkou (v případě [[Dualita částice a vlnění|částic]] s jejich [[Louis de Broglie|de Broglieovu]] vlnovou délkou).
 
Překážka nemusí být oboustranná - vlivem difrakce se vlnění ohýbá za geometrický obrys všech překážek. To lze snadno pozorovat u zvuku – který má ve slyšitelné oblasti vlnové délky v řádech centimetrů až desítek metrů – slyšíme zvuky od zdrojů, které jsou skryty za překážkami, například za stromem, za rohem budovy nebo za kopcem (a to i v relativně volné krajině, kde je minimalizován nepřímý příjem zvuku vlivem zpožděných odrazů).
Jak již bylo řečeno výše, difrakce je ohyb vlnění na jakékoli překážce. Ohyb je důsledkem [[Huygensův princip|Huygensova principu]], tedy jevu, kdy se každý bod, do kterého vlnění dospěje, opět stává všesměrovým zdrojem. V případě štěrbiny to znamená, že mimo jiné její okraj se stane opět bodovým zdrojem vlnění a proto se vlnění může šířit do oblasti geometrického stínu.
 
S difrakcí je velmi těsně spojena [[interference]], tedy skládání vln podle jejich fáze. V případě šíření vlny volným prostorem za překážkou je fáze jednotlivých vln dána vzdáleností, kterou urazily od svého zdroje. Za štěrbinou se vlnění nešíří všemi směry stejně intenzivně, ani neubývá rovnoměrně do stran, ale vytváří částečně periodické difrakční (ohybové) vzory – v případě světla lze na stínítku pozorovat světlé a tmavé proužky různé šířky. Tmavé proužky vznikají v místech, kde se vlnění z jednoho okraje štěrbiny setkává s vlněním z druhého okraje štěrbiny v protifázi – dochází k destruktivní interferenci, protože vzdálenosti protilehlých okrajů štěrbiny od tmavého proužku se liší o lichý násobek půlky vlnové délky. Světlé proužky naopak vznikají tam, kde se vlnění z protilehlých okrajů šterbiny setkávají ve fázi (konstruktivně), protože se vzdálenosti světlého proužku od protilehlých okrajů štěrbin liší o celé násobky vlnových délek. V případě kvantových částic lze za patřičně úzkou štěrbinou pozorovat pruhy s vyšší a nižší pravděpodobností výskytu.
 
== Konkrétní příklady ==
V této sekci se budeme zabývat tzv. fraunhoferovou difrakcí, tj. případem, kdy je stínítko ve velké vzdálenosti od štěrbiny. Dále budeme uvažovat pouze lineárně polarizované světlo, tj. případ, kdy vektor elektrické intenzity kmitá pouze v jednom směru. Pro obecně polarizované světlo získáme stejné vztahy, protože jej můžeme rozložit na dvě lineárně polarizovaná vlnění, která spolu navzájem neinteragují.
 
Najděme nyní úhly, při kterých dochází ke konstruktivní resp. destruktivní interferenci, tj. kde pozorujeme světlé resp. tmavé proužky. Nyní se budeme zabývat světlem, ale pro částice je mechanizmus naprosto stejný.
 
=== Difrakce na dvojštěrbině ===
\sin\varphi_k = \frac{k \lambda}{a}\,.
</math>
V technické praxi se pojmem mřížková konstanta mřížky častěji rozumí převrácená hodnota vzdálenosti vrypů, <math>1/a</math>, tedy počet (hustota, prostorová frekvence) vrypů na jednotku délky. Typická hodnota pro optické mřížky je několik set vrypů na milimetr.
 
== Související články ==
 
{{Pahýl}}
{{Autoritní data}}
 
[[Kategorie:Vlnění]]
1 379 877

editací