Diffraksjonsmønster

Diffraksjonsmønster er et interferensmønster som oppstår når bølger møter hindringer eller åpninger og blir spredt. Fenomenet gjelder for lys, men også for lyd og materiepartikler som elektroner.

Årsak og observasjon: Når bølger passerer en åpning eller bøyes rundt kanter, overlapper bølgetoppene og skaper konstruktiv og destruktiv interferens. På en skjerm viser det seg som lyse og mørke områder, ofte organisert som striper eller flekker avhengig av geometrien til hindringen eller åpningen.

Vanlige konfigurasjoner: Enkelt-slit (en åpning), dobbelt-slit (to åpninger) og diffraksjonsgitter (mange åpninger). I optikk brukes diffraksjon til å bestemme bølgelengder og i instrumenter som spektral-analysatorer og teleskoper.

Matematikk: For en enkelt slits I(θ) = I0 (sin β / β)^2 med β = (π a sin θ)/λ. For to åpninger I(θ) = I0 cos^2(δ) (sin β / β)^2 der δ = (π d sin θ)/λ og β som over. For et diffraksjonsgitter er funkjsonen mellom maksima og vinkelen gitt ved maksima når d sin θ = m λ, hvor d er avstanden mellom åpningene og m er et heltall.

Historie og anvendelser: Thomas Youngs dobbeltspalteeksperiment demonstrerte interferens og diffraksjon. Diffraksjon brukes i spektroskopi, krystallografi, optiske instrumenter og bildedannelse. Fenomenet begrenses av behovet for koherent og ofte monokromatisk lys, samt instrumentasjons detaljer som påvirker oppløsning og intensitet.