Vad ÄR diffraktion?
- Trådstartare Linmajon
- Start datum
, dvs. att ljus böjs av nära skarpa kanter.flutte
Aktiv medlem
Jag blev intresserad av frågeställningen, så jag letade upp min gamla fysikbok och läser mig till följande:
Diffraktion är egentligen vanlig hederlig interferens, dvs precis det man ser när vågorna i badkaret studsar mot kanten och förstör den vackra vågringen. Anledningen är i grund och botten det faktum att ljus har vågegenskaper.
Varför det blir interferens beror i sin tur på någonting som kallas Huygens' princip: Från fronten på en våg kan man anta att varje enskild punkt i vågfronten i sin tur är en källa till en ny vågfrån som breder ut sig åt alla riktningar från punkten.
Nu flyttar vi in hela vågfronten till att vara precis i en bländaröppning: Hela bländaröppningens yta kan då enligt Huygens' princip antas var nya generatorer av vågor, åt alla håll och kanter emot filmplanet.
Tänker vi nu på två punkter i bländaröppningen; den översta och den nedersta. Båda punkterna genererar en våg, som bland annat är på väg vinkelrätt emot filmplanet (den kortaste vägen), och nästan paralellt emot filmplanet (den längsta vägen).
Om vi antar att avståndet mellan bländaren och filmplanet är lika stort som bländaröppningens diameter så är det lätt att förstå att den undre vågens väg i 45 grader uppåt, kommer att träffa filmplanet i exakt samma punkt som den övre vågens väg längst den kortaste punkten. Men sträckan är längre än för den övre vågens väg.
I och med att sträckan skiljer sig, så kommer vi att få ett interferensmönster bestående av mörka och ljusa fält på filmplanet.
Det är interferensmönstret som orsakar "diffraktionsoskärpa":
Ljusstyrkan i varje ljust fält i interferensmönstret avtar kraftigt för varje fält från möstrets centrum (andra fältet är i stort sett bara 4% så stark som den första, så vid optiska experiment kan det vara svårt att se mer än något tiotal fält).
Det är dessa (synliga) fält som ögat tolkar som oskärpa.
Bredden på varje fält minskar ju större bländaröppningen är i förhållande till våglängden. Ju smalare fält, destå mindre oskärpa upplever vi. Bredden per fält är i storleksordningen 0,06 grader dividerat med antalet mm bländaröppning för normalt ljus.
Det är därför diffraktionen minskar med större bländare.
F.ö. är det just våglängdsberoendet som gör att vi kan höra runt hörn; talets våglängd är så stor (ca 1 meter) i förhållande till normala öppningar (t.ex en dörröppning), att det starkaste (ljud)fältet breder ut sig åt alla håll på "andra sidan" dörren.
/Fredrik (fritt efter fysikboken)
Diffraktion är egentligen vanlig hederlig interferens, dvs precis det man ser när vågorna i badkaret studsar mot kanten och förstör den vackra vågringen. Anledningen är i grund och botten det faktum att ljus har vågegenskaper.
Varför det blir interferens beror i sin tur på någonting som kallas Huygens' princip: Från fronten på en våg kan man anta att varje enskild punkt i vågfronten i sin tur är en källa till en ny vågfrån som breder ut sig åt alla riktningar från punkten.
Nu flyttar vi in hela vågfronten till att vara precis i en bländaröppning: Hela bländaröppningens yta kan då enligt Huygens' princip antas var nya generatorer av vågor, åt alla håll och kanter emot filmplanet.
Tänker vi nu på två punkter i bländaröppningen; den översta och den nedersta. Båda punkterna genererar en våg, som bland annat är på väg vinkelrätt emot filmplanet (den kortaste vägen), och nästan paralellt emot filmplanet (den längsta vägen).
Om vi antar att avståndet mellan bländaren och filmplanet är lika stort som bländaröppningens diameter så är det lätt att förstå att den undre vågens väg i 45 grader uppåt, kommer att träffa filmplanet i exakt samma punkt som den övre vågens väg längst den kortaste punkten. Men sträckan är längre än för den övre vågens väg.
I och med att sträckan skiljer sig, så kommer vi att få ett interferensmönster bestående av mörka och ljusa fält på filmplanet.
Det är interferensmönstret som orsakar "diffraktionsoskärpa":
Ljusstyrkan i varje ljust fält i interferensmönstret avtar kraftigt för varje fält från möstrets centrum (andra fältet är i stort sett bara 4% så stark som den första, så vid optiska experiment kan det vara svårt att se mer än något tiotal fält).
Det är dessa (synliga) fält som ögat tolkar som oskärpa.
Bredden på varje fält minskar ju större bländaröppningen är i förhållande till våglängden. Ju smalare fält, destå mindre oskärpa upplever vi. Bredden per fält är i storleksordningen 0,06 grader dividerat med antalet mm bländaröppning för normalt ljus.
Det är därför diffraktionen minskar med större bländare.
F.ö. är det just våglängdsberoendet som gör att vi kan höra runt hörn; talets våglängd är så stor (ca 1 meter) i förhållande till normala öppningar (t.ex en dörröppning), att det starkaste (ljud)fältet breder ut sig åt alla håll på "andra sidan" dörren.
/Fredrik (fritt efter fysikboken)
