Diffraktionsvinklarna

Diffraktionsvinklarna är de vinklar vid vilka diffraktion, alltså vågornas böjning och interferens runt hinder eller genom smala öppningar, ger tydliga variationer i diffraktionsmönstrets intensitet. Dessa vinklar är centrala i optik och i studier av kristaller där vågor diffrakteras av regelbundna strukturer.

I tre vanliga sammanhang fångas diffraktionsvinklarna genom olika samband. Vid en diffraktionsgitter följer relationen sin θ = arcsin(mλ/d), där d är avståndet mellan gratinglinjer, λ är våglängden och m är ordningen (m = 0, ±1, ±2, ...). För en enspalt är minima givna av a sin θ = mλ, där a är spaltens bredd och m är ett icke-noll heltal; centralmaxima ligger vid θ = 0. I kristallografi används Bragg’s lag 2d sin θ = nλ, där d är avståndet mellan kristallplan och n är ordningen, för att bestämma kristallens inre struktur utifrån det diffrakterade ljuset eller röntgenstrålarna.

Vinklarna beror på våglängden och geometriparams. För ett givet diffraktionssystem ökar θ när λ ökar i förhållande till den relevanta vektorn (till exempel d eller a). Snabba förändringar av intensiteten mellan olika ordningar ger upphov till tydliga maxima och minima i mönstret. Det finns även skillnader mellan långtids (Fraunhofer) och nära (Fresnel) diffraktion, där vinkelinnehållet och mönstret kan förändras med avståndet till diffraktionskällan.