diffraktioprosessi

Diffraktioprosessi on aaltoliikkeeseen liittyvä ilmiö, jossa aallot taipuvat esteen tai aukon reuna-alueilla ja muodostavat interferenssikuvioita. Ilmiö havaitaan sekä valossa että muissa aalloissa, kuten ääniaalloissa ja elektronien aaltoliikkeessä. Diffraktio johtaa energian uudelleenjakautumiseen siten, että tietyillä suunnilla syntyy kirkkaita ja tummia alueita sekä monimutkaisempia kuvioita.

Huygens-Fresnelin periaatteen mukaan jokainen aallonpiste toimii pienoisena lähteenä, ja näiden lähteiden yksittäisten aaltokimpojen summa tuottaa lopullisen kuvan. Yksittäisen aukon diffraktiossa minimaatiot noudattavat a sin θ = m λ (m = ±1, ±2, ...), jossa a on aukon leveys ja λ on aallonpituus. Diffraktio useammalla huomattavalla aukolla tai ritilällä antaa kuvioita, joiden pääkohdat noudattavat d sin θ = m λ, jolloin d on naapurireunien välinen etäisyys.

Fraunhofer- (etä) ja Fresnel- (lähisäde) diffraktio ovat kaksi yleistä tapauksia. Fraunhofer-diffraktiossa kuvaa voidaan lähentää aallon etäisyydensäteen Fourierin muunnokseksi, eli kuviot ovat aukon muodon ja hajonnan Fourier-kohteita. Fresnel-diffraktio esiintyy lähempänä menossa, ja kuvIOiden muoto riippuu sekä etäisyydestä että suuresta.

Sovelluksissa diffraktioa hyödynnetään muun muassa X-ray- ja elektronidiffraktiossa rakenteen määrittämiseen sekä diffraktiolaitteissa, kalvoissa ja optisissa verkkorakenteissa. Historiallisesti diffraktio-auttajat auttoivat ymmärtämään valon luonnetta; sen perusteet kehittivät tutkimukset, joita teki esimerkiksi Young, Fresnel ja Fraunhofer.