diffraktiokokeissa

Diffraktiokokeissa tutkitaan diffraktiota eli aallon hajaantumista ja interferenssiä, kun valo tai hiukkaset kohtavat esteen, reiän tai säännöllisen rakenteen. Ilmiö osoittaa aallon luonteen ja tarjoaa tavan tutkia sekä pieniä etäisyyksiä että rakenteellisia ominaisuuksia. Diffraktio syntyy, kun eri reittien aiheuttamat vaiheet summataan, jolloin syntyy kirkkaiden ja himmeämpien kuvioiden sarja näytöllä, sensorilla tai valokennolla.

Tyypillisiä kokeellisia asetelmia ovat yksireikä- ja kaksoisreiäkoe sekä diffraktiota hyödyntävä ritilä, jossa valonlähde tuottaa pienen raon tai useamman raon kautta lähtevän aallon. Esimerkkejä ovat:

- Yksireikädiffraktio: minimaat noudattavat a sin theta = m lambda (m = ±1, ±2, ...).

- Kaksoisreiädiffraktio: maximaat esiintyvät kun d sin theta = m lambda (m = 0, ±1, ±2, ...), missä d on raidojen etäisyys.

- Diffraktiokaistat eli ritilät: m lambda = d sin theta, jossa d on vierekkäisten reikien etäisyys.

Laajemmin diffraktiota sovelletaan X- ja neutronien sekä elektronien kokeissa, millä voidaan tutkia aineen rakenteita. Crystallographyssä Braggin laki n lambda = 2 d sin theta yhdistetään kiteen planarien etäisyyksiin ja törmäyskulmiin rakenteen määrityksessä.

Diffraktiokokeet tukevat sekä perusfyysikaa että materiaalitieteitä. Ne vahvistavat valon aalto-ominaisuudet, auttavat mittaamaan aallonpituuksia ja rakenteita sekä mahdollistavat uusien optisten komponenttien ja materiaalien karakterisoinnin.