විවර්තනයේ යාන්ත්‍රණය

සියලු විවර්තන සංසිද්ධි පැහැදිලි කිරීමේ මූලික සාධකය වනනේ නිරෝධනයයි. තරංග දෙකක් එකතු වීමේ දී ඒවායේ විස්ථාපන එකතු වී තරංග දෙක අතර කලා වෙනසට අනුව අඩු හෝ වැඩි මුළු විස්ථාපනය නිර්මාණය වේ. පාරාන්ධ වස්තුවකින් වන විවර්තනයේ ඵලය, විවර්තන වස්තුවට එපිටින් වූ තරංගයේ විවිධ කොටස් අතර නිරෝධනයක් ලෙස දැකිය හැක. මෙම නිරෝධනයෙන් ඇති වන රටාව තරංගයේ තරංග ආයාමය මත රඳා පවතී. උදාහරණය ලෙස CD මත වූ දේදුණු රටාව දැක්විය හැක. බොහොමයක් විවර්තන සංසිද්ධීන් පහත දක්වා ඇති සරල සංකල්ප කිහිපය තුළින් අවබෝධ කරගත හැක.

විවර්තනයේ වඩාත් සංකල්පිත වශයෙන් සරල උදාහරණය වන්නේ තනි දික් සිදුරු විවර්තනයයි. එහි දී විශේෂයෙන් දික් සිදුර තරංගයේ තරංග ආයාමයට වඩා පටු විය යුතුය. තරංගය සිදුර හරහා ගිය පසු සිදුරු වූ ස්ථානයේ සරල තරංග ප්‍රභවයක් ඇත්තාක් මෙන් අර්ධ වෘත්තාකාර රැලිති රටාවක් ඇතිවේ. මෙම අර්ධ වෘත්තාකාර තරංගය විවර්තන රටාවකි.

අපි දැන් එවැනි පටු විවර දෙකක් සැලකුවහොත් මෙම විවර දෙකෙන් ඇති වන අරීය තරංග දෙක එකිනෙක සමඟ අධිස්ථාපනය විය හැක. උදාහරණ ලෙස තිරයක වූ කුඩා විවර දෙකකින් යුත් ජල තරංගයක් සලකන්න. තිරයේ ඈත කෙළවර වූ ඕනෑම ලක්ෂයක සම්පූර්ණ සම්පුර්ණ විස්ථාපනය වනනේ එම ලක්ෂ්‍යයේ දී එක් එක් අරීය තරංගවල විස්ථාපනවල එකතුවයි. එක් සිදුරකින් එන තරංග අනෙක සමඟ සැමවිටම එකම කලාවේ පවතින ලක්ෂ්‍ය ඇත. එනම් එම ලක්ෂ්‍යයේ දී දෙකම ඉහල යයි. මෙය නිර්මාණකාරී නිරෝධනය ලෙස හඳුන්වන අතර වඩා විශාල මුලු විස්තාරයකට හේතු වේ. තරංග ආයාමයේ අර්ධයකින් එක් අරීය තරංගයක් අනෙක සමඟ සැම කලාවේ නොපිහිටන ලක්ෂ්‍ය ඇත. එනම් එකක් ඉහල යන අතර අනෙක පහළ යයි. මෙහි ප්‍රතිඵලය වන්නේ අඩු වූ මුළු විස්තාරයකි. මෙය විනාශකාරී නිරෝධනය ලෙස හැඳින්වේ. අවසාන ප්‍රතිඵලය වන්නේ තරංගයක ඇති ප්‍රදේශ හා තරංගය වර්ධනය වූ ප්‍රදේශ ඇති වීමයි.

තවත් සංකල්පිත වශයෙන් සරල උදාහරණයක් වන්නේ විශාල (තරංග ආයාමයට සන්සන්දනාත්මකව) තල දර්පණයක් මත වු තල ජල තරංගයක විවර්තනයයි. දර්පණයෙහි වූ දෝලනය වන සියලුම ඉලෙක්ට්‍රෝන එකිනෙක සමඟ සමකලාස්ථව දෝලනය වන්නා සේ පෙනෙන එකම එක දිශාව සම්ප්‍රේශක (දර්පණය) දිශාවයි. ඒ අනුව දර්පණයක් ආ‍ලෝකය පරාවර්තනය කරන්නේ තරංගයේ පතන කෝණයට සමාන කෝණයකිනි. මෙම ප්‍රතිඵලය පරාවර්තන නියම ලෙස හැඳින්වේ. දර්පණය කුඩාවත්ම එය වඩා විශාල කෝණ පරාසයකට ආලෝකය විවර්තනය කරයි.

තරංග ආයාමයට වඩා විශාල දික් සිදුරු විවර්තනය පෙන්නුම් කරන මුත් වඩාත් හොඳින් දැකගත හැක්කේ ඒවායේ තුඩු අසල දීය. තරංගයේ මධ්‍ය කොටස අඩු දුරවල්වලදී සීමා වූ බලපෑම් පෙන්නුම් කරන නමුත් වඩා විශාල දුරවල්වලදී ස්ථායී විවර්තන රටා පෙන්නුම් කරයි. මෙම රටාව එක ළඟින් විවරයේ පළල හරහා අතුරා ඇති සරල ප්‍රභව විශාල ගණනක නිරෝධන රටාවක් ලෙස සිතීමෙන් පහසුවෙන් තේරුම් ගැනීම හා ගණනය කිරීම සිදු කළ හැක.

මෙම සංකල්පය හයිජන්ස් - ෆ්‍රෙස්කල් න්‍යාය ලෙස හඳුන්වනු ලැබේ. තරංගයේ ව්‍යාප්තිය තරංග පෙරමුණේ සියලු ලක්ෂ්‍ය ද්විතීයික අරීය තරංගය සඳහා ලක්ෂ්‍ය ප්‍රභව ලෙස සැලකීමෙන් ආදර්ශනය කළ හැක. මෙම සියලු අරීය තරංගවල පසුව සිදුවන ව්‍යාප්තිය හා නිරෝධනය වන තරංග පෙරමුණ ඇති කරයි. ප්‍රභවය හා අනාවරණ ලක්ෂ්‍යය අතර සියලු ඉඩ දී ඇති පථ දිගේ වු (එනම් විවර්තනය වන වස්තු මඟින් හරස් වී නැති සියලුම පථ) තරංගවල නිරෝධනයෙන් මෙම නියමය ගණිතමය වශයෙන් ලැබේ.

http://en.wikipedia.org/wiki/Diffraction#The_mechanism_of_diffraction