Difração

Difração é o desvio ou alargamento de ondas ao contornar obstáculos ou ao passar por fendas, resultando na propagação de energia em direções diferentes da linha direta entre a fonte e o observador. O fenômeno ocorre para ondas de qualquer natureza, como luz, som, água e micro-ondas, especialmente quando o tamanho das características físicas é próximo ao comprimento de onda.

Do ponto de vista teórico, o modelo de Huygens–Fresnel descreve a frente de onda como uma superposição de ondas emitidas por cada ponto da região propagadora; a interferência entre essas contribuições determina a intensidade e o padrão observado.

Classificação típica: difração de abertura única (quando a obstrução é uma fenda simples) produz um padrão com franjas característico; difração de múltiplas fendas (interferência) resulta em franjas bem definidas; difração circular leva ao disco de Airy. Em regimes de observação, a difração de Fraunhofer ocorre a grandes distâncias ou com óptica que colima a onda; a difração de Fresnel ocorre em distâncias próximas ou com foco.

Equações básicas: para uma fenda de largura a, os mínimos aparecem onde a sin θ = m λ (m = ±1, ±2, ...). Para um conjunto de fendas com espaçamento d (grating), as franjas máximas ocorrem quando d sin θ = m λ, com m inteiro. O padrão de difração de uma fenda circular segue a distribuição de intensidade descrita pela função de Airy.

Aplicações: resolução de telescópios e microscópios (limite de difração), espectroscopia, discos ópticos, litografia, holografia e comunicações. Em acústica e ultrassom, a difração afeta a propagação, a focalização e a qualidade de imagem.