Дыфракцыя

Дыфракцыя пры праходжанні плоскай хвалі праз адтуліну

Дыфрáкцыя хваль (лац.: diffractus — літаральна «разламаны, пераламаны», агібанне перашкоды хвалямі) — з’ява адхілення хваль ад прамалінейнага распаўсюджвання ў асяроддзях з рэзка выражанымі неаднароднасцямі (напрыклад, з перашкодамі). Пры гэтым хвалі агінаюць перашкоды і трапляюць у вобласць геаметрычнага ценю.

Дыфракцыя непарыўна звязана са з’явай інтэрферэнцыі. Таксама саму з’яву дыфракцыі часта трактуюць як выпадак інтэрферэнцыі абмежаваных ў прасторы хваль (інтэрферэнцыі другасных хваль). Агульнай уласцівасцю ўсіх з’яў дыфракцыі з’яўляецца залежнасць ступені яе праявы ад суадносін паміж даўжынёй хвалі λ і размерам шырыні хвалевага фронту d, альбо непразрыстага экрана на шляху яго распаўсюджвання, альбо неаднароднасцей структуры самой хвалі.

Паколькі ў большасці выпадкаў, якія маюць практычнае значэнне, гэта абмежаванне шырыні хвалевага фронту заўсёды мае месца, з’ява дыфракцыі суправаджае любы працэс распаўсюджвання хваль.

Так, менавіта з’явай дыфракцыі задаецца граніца адрознівальнай здольнасці любога аптычнага прыбора, які стварае выяву, і гэту граніцу немагчыма пераўзысці пры зададзенай шырыні спектра выпраменьвання, які выкарыстоўваецца для пабудовы выявы.

У шэрагу выпадкаў, асабліва пры вырабе аптычных сістэм, адрознівальная здольнасць абмяжоўваецца не дыфракцыяй, а аберацыямі, узрастаючымі пры павелічэнні дыяметра аб’ектыва. Адсюль адбываецца вядомая фатографам з’ява павелічэння да пэўных меж якасці выявы пры дыяфрагмаванні аб’ектыва.

Пры распаўсюджанні выпраменьвання ў аптычна неаднародных асяроддзях дыфракцыйныя эфекты прыметна выяўляюцца пры размерах неаднароднасцей, параўнальных з даўжынёй хвалі. Калі памеры неаднароднасцей істотна перавышаюць даўжыню хвалі (на 3-4 парадкі і больш), з’яву дыфракцыі, як правіла, можна не ўлічваць. У апошнім выпадку распаўсюджванне хваль з высокай ступенню дакладнасці апісваецца законамі геаметрычнай оптыкі. З другога боку, калі размер неаднароднасцей асяроддзя параўнальны з даўжынёй хвалі, у такім выпадку дыфракцыя праяўляе сябе ў выглядзе з’явы рассеяння хваль.

Першапачаткова з’ява дыфракцыі трактавалася як агібанне хваляй перашкоды ці пранікненне хвалі ў вобласць геаметрычнага ценю. З пункту гледжання сучаснай навукі вызначэнне дыфракцыі як агібання святлом перашкоды прызнаецца недастатковым (занадта вузкім) і не зусім адэкватным. Так, з дыфракцыяй звязваюць вельмі шырокі круг з’яў, якія ўзнікаюць пры распаўсюджанні хваль (у выпадку ўліку іх прасторавага абмежавання) у неаднародных асяроддзях.

Дыфракцыя хваль можа праяўляцца:

• у пераўтварэнні прасторавай будовы хваль. У адных выпадках такое пераўтварэнне можна разглядаць як «агібанне» хвалямі перашкод, у іншых выпадках — як пашырэнне вугла распаўсюджвання хвалевых пучкоў або іх адхіленне ў пэўным кірунку;

• у раскладанні хваль па іх частотным спектры;

• у пераўтварэнні палярызацыі хваль;

• у змене фазавай будовы хваль.

Найбольш добра вывучана дыфракцыя электрамагнітных (у прыватнасці аптычных) і гукавых хваль, а таксама гравітацыйна-капілярных хваль (хвалі на паверхні вадкасці).

Гл. таксама

• Дыфракцыя Фраўнгофера
• Дыфракцыя Фрэнеля
• Дыфракцыя электронаў

Літаратура

• Грушэцкі К. Дыфракцыя хваль // Беларуская энцыклапедыя: У 18 т. Т. 6: Дадаізм — Застава / Рэдкал.: Г. П. Пашкоў і інш. — Мн. : БелЭн, 1998. — Т. 6. — 576 с. — 10 000 экз. — ISBN 985-11-0035-8. — ISBN 985-11-0106-0 (т. 6).
• Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теория поля. — Издание 7-е, исправленное. — М.: Наука, 1988. — 512 с. — («Теоретическая физика», том II). — ISBN 5-02-014420-7.
• Сивухин Д. В. Общий курс физики. — М.. — Т. IV. Оптика.
• И. Г. Кондратьев, Г. Д. Малюжинец. Дифракция волн // Физическая энциклопедия : [в 5 т.] / Гл. ред. [А. М. Прохоров. — М.: Советская энциклопедия (т. 1—2); Большая Российская энциклопедия (т. 3—5), 1988—1999. — ISBN 5-85270-034-7.