Diffraktsiooni

Diffraktsioon on laine nähtus, mille käigus laine hajub ja levib ümber avade või takistuste servade ning tekitab mustreid, mis ületavad otsese edasi liikumise raamistiku. See on põhjus, miks laine koostoimes servadega võib voolata ümber nurga ja tekitada intensiivsuse ugrumeid. Diffraktsioon on levinud nii valgusel kui ka helil ja elektronliinidel ning see on tugeva tõestuse lainekujutlusele.

Klassifikatsiooniks eristatakse peamiselt far-field ehk Fraunhofer-diffraktsiooni ja near-field ehk Fresnel-diffraktsiooni. Fraunhofer-diffraktsioon tekib kaugel avast ja see on sageli koondatud ava kuju funktsiooniks, mille mustrid on väga selgelt kirjeldatavad Fourier’i transformatsioonidega. Fresnel-diffraktsioon esineb lähliinidel ning mustrid võivad olla keerukamad.

Näited diffraktsiooni allikates: ühe augu diffraktsioon annab keskse maksima ja kahte suuri minimeerumit, minimaalsed nurkadelt rahul sinθ = λ/a, kus a on augu laius. Kahe augu ja diffraktsioonigradi diffraktsioonid tekitavad järjestikkasid maksima ja miinimumide jadasid; diffraktsioonigradid järgivad d sinθ = mλ ehk maksima angliinide jaoks, kus d on kihi ruudu- või tiheduse ülekande vahe, λ lainepikkus ja m on täisarv. Krüüsijad kristallides, Bragg’i seadus nλ = 2d sinθ kirjeldab röntgen- või neutrontiire diffraktsiooni kristallides.

Rakendused ulatuvad optiliste seadmete lahutusvõime piiride mõistmisest kuni X-kiirte diffraction kristallides a/a. Diffraktsioon on fundamentaalne laine-teooria osa ning annab seletuse paljude alus- ja rakendusalade nähtuste kohta.