Περίθλαση

Η περίθλαση είναι φαινόμενο της διάδοσης των κυμάτων. Είναι μία από τις περιπτώσεις στις οποίες το φως εκτρέπεται από την ευθεία πορεία του. Όταν το φως διέρχεται μέσα από μία λεπτή σχισμή ή οπή δεν εμφανίζεται ένα απλό φωτεινό αποτύπωμα σε μία οθόνη τοποθετημένη πίσω από την σχισμή που αντιστοιχεί στην εικόνα της οπής ή της σχισμής αλλά μία εικόνα που περιλαμβάνει φωτεινές και σκοτεινές περιοχές σε μία μεγάλη περιοχή γύρω από την θέση που θα έπρεπε να εμφανίζεται το φωτεινό αποτύπωμα. Επίσης ο ρόλος της σχισμής αυτής είναι ότι πρέπει να είναι της ίδιας τάξεως μεγέθους με το μήκος κύματος του φωτός. Αντίστοιχο φαινόμενο εκτροπής του φωτός συμβαίνει όταν φως πέσει πάνω σε ιδιαίτερα λεπτό αντικείμενο. Το αποτέλεσμα αυτό είναι αποτέλεσμα του φαινομένου της περίθλασης. Η περίθλαση επομένως είναι το φαινόμενο της διάχυσης των κυμάτων προς όλες τις κατευθύνσεις όταν αυτά συναντάνε ένα εμπόδιο ή μία οπή με διαστάσεις παραπλήσιες του μήκους κύματος. Η περίθλαση είναι αποτέλεσμα δύο κυματικών φαινομένων, της αρχής του Χόιχενς και της συμβολής.

Ιστορία 

Το φαινόμενο της περίθλασης παρατηρήθηκε για πρώτη φορά από τον Ιταλό φυσικό Φραντσέσκο Γκριμάλντι το 1665. Ο Γκριμάλντι παρατήρησε ότι οι ακτίνες φωτός που διαπερνούσαν μία λεπτή σχισμή δημιουργούσαν μία λεπτή φωτεινή ζώνη λίγο πλατύτερη από την σχισμή. Το φαινόμενο αυτό το ερμήνευσε ως κάμψη του φωτός λόγω των άκρων των σχισμών και το ονόμασε περίθλαση. Το φαινόμενο το μελέτησε και ο Νεύτωνας μερικά χρόνια αργότερα. Την ίδια περίπου περίοδο ο Τζέιμς Γκρέγκορι παρατήρησε εικόνα περίθλασης που προερχόταν από φως που έπεφτε σε φτερό πτηνού. Το φτερό ήταν η πρώτη διάταξη παρατήρησης εικόνας περίθλασης που χρησιμοποιήθηκε. Το 1801 ο Τόμας Γιανγκ πραγματοποίησε το πείραμα με τις δυο σχισμές που επιβεβαιωσε την κυματική φυση του φωτός και το φαινόμενο συμβολής. Το 1818 ο Αυγουστίνος Φρενέλ έδωσε εξήγηση στο φαινόμενο χρησιμοποιώντας την αρχή του Χόιχενς. Η θεωρία του Φρενέλ ενίσχυσε την άποψη πως το φως έχει κυματική φύση

Περίθλαση από λεπτή σχισμή 

Όταν φωτεινή δέσμη προσπίπτει πάνω σε μία λεπτή σχισμή τότε σύμφωνα με την αρχή του Χόυχενς κάθε μέρος της σχισμής γίνεται με την σειρά του πηγή εκπομπής φωτεινών ακτίνων. Οι φωτεινές αυτές ακτίνες συμβάλλουν είτε καταστρεπτικά είτε ενισχυτικά ακολουθώντας τους κανόνες της ενισχυτικής και καταστρεπτικής συμβολής. Αν έχουμε μία σχισμή πλάτους α τότε για δύο δέσμες που εξέρχονται από την σχισμή με διεύθυνση θ και απέχουν α/2 η διαφορά των δρόμων τους είναι ίση με:
 
Και επομένως η συνθήκη καταστρεπτικής συμβολής μεταξύ τους είναι:

Από την οποία προκύπτει η σχέση που μας δίνει τις διευθύνσεις στις οποίες παρατηρείται καταστρεπτική συμβολή.

Παραπομπές

Πηγές 
 Θεμελιώδης πανεπιστημιακή φυσική - Αλόνσο Φινν
 Physics - Raymond A. Serway, τόμος ΙΙ

Εξωτερικοί Σύνδεσμοι 
 Περίθλαση από μία σχισμή και εικονικό πείραμα περίθλασης

Κυματική
Φαινόμενα