Diffraktiolaitteita

Diffraktiolaitteita käytetään ilmiön nimeltä diffraktio tutkimiseen. Diffraktio tarkoittaa aaltojen, kuten valon tai röntgensäteiden, taipumista ja leviämistä esteen tai aukon reunoilla. Kun aalto kohtaa esteen, se voi taipua ja levitä sen ohitse. Samoin, kun aalto kulkee pienen aukon läpi, se voi levitä aukon jälkeen. Tämä ilmiö on sitä voimakkaampi, mitä pienempi esteen tai aukon koko on suhteessa aallonpituuteen.

Diffraktiolaitteiden perusperiaatteena on usein ohjata tunnettu valon tai säteilyn lähde kohti diffraktiokappaletta, joka voi olla esimerkiksi hila tai kide. Hila koostuu sarjasta hyvin lähekkäin olevia rakoja tai viivoja. Kun aallot kulkevat hilasta läpi, ne taipuvat ja muodostavat interferenssikuvioita. Tämä kuvio koostuu kirkkaista ja tummista alueista, jotka johtuvat aaltojen konstruktiivisesta ja destruktiivisesta interferenssistä. Röntgendiffraktiossa käytetään kiteitä, joiden atomit ovat järjestäytyneet säännölliseen kiderakenteeseen. Röntgenäteiden osuessa kiteeseen ne diffrahtoituvat kiteen atomikerroksista muodostaen tyypillisen diffraktiokuvion.

Diffraktion tutkiminen on tärkeää monilla tieteenaloilla. Valodiffraktiota hyödynnetään esimerkiksi optiikassa ja holografiassa. Röntgendiffraktiota käytetään laajasti materiaalitieteessä ja kemiassa esimerkiksi aineiden kiderakenteiden määrittämiseen, molekyylien rakenteen selvittämiseen ja uusien materiaalien kehittämiseen. Myös neutronidiffraktiota käytetään kiderakenteiden tutkimiseen.