Predmet: FizikaUčenik: Dušan KostićProfesor: Vladimir Milićević

 predstavlja pojavu prividnog skretanja talasa sa prvobitnog pravca prostiranja (oblikovanje novih pravaca prostiranja) pri njegovom nailasku na ivicama otvora ili na prepreku. Efekat difrakcije je prvi put detaljno objasnio Francesca Marije Grimaldija koji je pojavi dao ime polazeći od latinske reči diffringere, što znači “razbiti u komade”.

Postojanje difrakcije je i dokaz o talasnoj prirodi svetlosti.

Difrakcija postoji i kod zvučnih talasa . Zahvaljujući njoj zvuk se čuje iza prepreka, jer je talasna dužina zvučnih talasa oko jednog metra , pa su prepreke uporedive sa njom..Kod svetlosnih talasa, talasna dužina je reda od 100-1000nm, pa se ova pojava teže uočava.

Objašnjenje difrakcije bazira se na Huygens-ovom principu prostiranja talasa: Kada talas naiđe na mali otvor ili malo telo sve tačke otvora kao i ivice otvora i tela postaju izvori sekundarnih sfernih talasa. Pri svom prostiranju ovi talasi interferiraju i na nekim mestima slabe a na nekim se pojačavaju. Što je otvor ili prepreka manji skretanje zraka je veće, tj. efekti difrakcije su jače izraženi.

• Ako svetlost naiđe na malu prepreku kao što je dlaka ili tanka žica, na ekranu iza prepreke će se pojaviti takodje tamne i svetle pruge i opet će svetla pruga biti u sredini.

Ako se posmatra mohromatska svetlost koja prolazi kroz pravougaoni prorez malih dimenzija kao na slici 1, iza proreza na nekom ekranu pojaviće se svetle i tamne pruge različitog intenziteta.

• Slika na ekranu koja se sastoji od pravilno raspoređenih tamnih i svetlih pruga, ili koncentričnih krugova, a nastaje usled difrakcije naziva se difrakciona slika. Ako se koristi polihromatska (bela) svetlost slika se sastoji od krugova ili linjia različite boje između kojih se javljaju tamne oblasti. Prema tome , kod difrakcije polihromatske svjetlosti dolazi do njenog razlaganja po pojedinim talsanim dužinama.

•  Posmatramo dva zraka talasnog fronta koja prolaze kroz pukotinu, jedan ispod gornje ivice pukotine, a drugi ispod njene centralne linije. Fazna razlika između susjednih talasa koji stižu tačku P žižne ravni sabirnog sočiva potiče od dopunske dužine gornjeg zraka:

δ=(D/2)*sinα.

Kada fazna razlika postane jednaka polovini talasne dužine, susedni talasi dostižu zaklon u suprotnim fazama i dolazi do potpune destruktivne interferencije.           (D/2)*sinα=(λ/2) sinα=(λ/D) →Zaklon postaje ponovo taman kada je zadovoljeno:       sinα=(λ/D),sinα=(2λ/D),sinα=(3λ/D).

•   Geometrijska i difrakciona senka pukotine

Nesto više o tome… >>>

http://www.walter-fendt.de/ph14cr/singleslit_cr.htm

U aplikaciji možete menjati dužinu svetlosti i širinu pukotine, a app. izračunava i prikazuje interferencijsku sliku,

Difrakcija se javlja i kod posmatranja udaljenih tela optičkim instrumentima , zbog konačne širine otvora objektiva tih instrumenata.Takodje ona se javlja i kada svetlosni talas ne pada normalno na ravan otvora ili prepreke već pod nekim uglom. U tom slučaju središte centralnog maksimuma nije u preseku simetrale sistema i zaklona već je pomereno.

Ako svetlost prolazi kroz N paralelnih svetlih otvora difrakciona slika se menja u odnosu na onu koja nastaje pri prolasku svetlosti kroz jedan otvor. U ovom slučaju se javljaju jasno izraženi glavni maksimumi izmedju kojih postoji N-2 naizmenično postavljena maksimuma znatno manjeg intenziteta.. Što je broj N veći glavni maksimumi su sve većeg intenzitet i sve uži , tako da je difrakciona slika sve jače izražena.

Niz paralelnih uskih pukotina na malom međusobnom rastojanju predstavlja difrakcionu rešetku.

Rastojanje izmedju dve susedne urazane linije naziva se korak rešetke i najčešće obeležava sa d. Korak rešetke se dobija kada se dužina režetke L podeli sa brojem zareza N.

Refleksione rešetke se prave urezane tankih linija na refleksionim površinama tj. ogledalima.

• Na slici 9 je predstavljena difrakcija tankog svetlosnog snopa paralelnih zraka na difrakcionoj rešetki. Kada svetlosni snop dođe na difrakcionu rešetku, na ekranu iza rešetke uočava se difrakciona slika koja ima više maksimuma simetrično postavljenih oko centralnog. Intenzitet centralnog maksimuma je najveći, a zatim ostali maksimumi imaju manji intenzitet. Na osnovu slike 9 je očigledno da dolazi do skretanja svetlosti i da se svaki maksimum vidi pod nekim uglom θ.

Intenzitet centralnog maksimuma je najveći, a ostali maksimumi imaju manji intenzitet. Sa slike vidimo da dolazi do skretanja svetlosti i da se svaki maksimum vidi pod nekim uglom θ. Uvodi se broj z tj. redni broj maksimuma, tako da centralni maksimum ima redni broj z=0, a ostali redom z=1,2,3,…,N. Svakom maksimumu reda z pridružujemo ugao θz, pod kojim se taj maksimum vidi u odnosu na pravac upadnih zraka.

http://www.walter-fendt.de/ph14cr/singleslit_cr.htm

Na slici su predstavljeni uvećano otvori na rešetki i ravanski talas monohromatske svetlosti koji dolazi na rešetku pod uglom θo. Na zaklonu koji je veoma udaljen od rešetke posmatra se difrakciona slika. Posmatramo paralelne zrake koji dolaze na donju ivicu svakog otvora. Ovi zraci po prolazu kroz difrakcionu rešetku skreću za ugao θ. Na slici uočimo dva susedna paralelna zraka 1i 2. Ovi zraci su do linije AB prešli isti put, a i od linije AC prelaze isti put. Putna razlika ovih zraka, prema slici, je jednaka : ∆s = BD + DC = d * sinθo + d * sinθ  (<BAD = θo, <DAC = θ)Ovi zraci interferiraju i njihov rezultujući talas će biti maksimalnog intenziteta ako je putna razilika ovih talasa jednaka celobrojnom proizvodu talasne dužine svjetlosti, tj. ako je ∆s = z * λ.

• Zraci sa većom talasnom dužinom jače difraguju, što omogućava dobijanje sprkte kao kod prizmi. Razlika je samo u tome što se kod rešetke jače difragiraju zraci sa većom talasnom dužinom, a kroz prizmu se jače prelamaju zraci sa kraćim talasnim dužinama. Tako rešetke daju normalne, a prizme inverzne spektre. Broj z daje red spektra, z=1,2,3,...,N.

• Optička rešetka ima primenu kod spektralnih aparata, gde uspešno zamenjuje prizmu. Razlog tome je činjenica da optičke rešetke daju šire spektre nego prizme, pa su takvi spektri pogodniji za njihovo proučavanje.

http://www.unze.ba/

http://www.grf.rs

http://www.walter-fendt.de/

wiki-org.