Difraksi

Difraksi adalah pembelokan dan penyebaran gelombang saat melewati celah sempit, melewati tepi rintangan, atau melalui medium yang berbeda. Fenomena ini menciptakan pola interferensi yang khas karena gelombang saling superposisi. Difraksi terjadi pada berbagai jenis gelombang, termasuk cahaya, suara, air, maupun elektron, selama panjang gelombang relatif terhadap ukuran halangan atau celah.

Sejarah singkat: difraksi pertama kali diamati secara empiris oleh Francesco Maria Grimaldi pada abad ke-17. Pengembangan teori difraksi kemudian dilakukan oleh Thomas Young dan Augustin-Jean Fresnel, sehingga pola dan mekanismenya dapat dijelaskan lewat prinsip gelombang.

Prinsip dasarnya adalah superposisi gelombang dari berbagai bagian sumber. Menurut prinsip Huygens–Fresnel, setiap titik pada celah atau rintangan memancarkan gelombang baru yang berinterferensi, menghasilkan pola intensitas yang bergantung pada panjang gelombang, ukuran celah, dan sudut pengamatan.

Contoh perhitungan sederhana: pada difraksi celah tunggal, intensitas I(θ) mengikuti bentuk I(θ) ∝ (sin β / β)² dengan β = (π a sin θ)/λ, di mana a adalah lebar celah dan λ adalah panjang gelombang. Difraksi celah ganda menambah faktor interferensi cos²(π d sin θ / λ) di atas pola celah tunggal, dengan d jarak antar celah.

Tipe utama difraksi adalah Fraunhofer (jarak jauh) dan Fresnel (jarak dekat). Difraksi kisi menggunakan sejumlah celah berjarak tetap untuk membentuk garis spektrum. Difraksi berperan dalam teknik seperti difraksi sinar-X untuk menentukan struktur kristal dan difraksi elektron pada mikroskop elektron.

Penerapan sehari-hari meliputi pola terang-gelap pada pita CD, pola difraksi saat cahaya lewat celah kecil, serta difraksi pada gelombang radio yang mempengaruhi sinyal di lingkungan perkotaan.