Дифракція
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Дифракція

Дифракція (від латів.(латинський) diffractus — розламаний) хвиль, явища, спостережувані при проходженні хвиль мимо краю перешкоди, пов'язані з відхиленням хвиль від прямолінійного поширення при взаємодії з перешкодою. Із-за Д. хвилі огинають перешкоди, проникаючи в область геометричної тіні. Саме Д. звукових хвиль пояснюється можливість чути голос людини, що знаходиться за рогом удома. Дифракцією радіохвиль довкола поверхні Землі пояснюється прийом радіосигналів в діапазоні довгих і середніх радіохвиль далеко за межами прямої видимості випромінюючої антени.

загрузка...

  Д. хвиль — характерна особливість поширення хвиль незалежно від їх природи. Пояснити Д. у першому наближенні можна, застосувавши Гюйгенса — Френеля принцип . Згідно цьому принципу, розглядаючи поширення якої-небудь хвилі, можна кожну точку середовища, яким досягла ця хвиля, вважати джерелом вторинних хвиль. Тому, поставивши на дорозі хвиль екран з малим отвором (діаметр порядку довжини хвилі), отримаємо в отворі екрану джерело вторинних хвиль, від якого поширюється сферична хвиля, потрапляючи і в область геометричної тіні. Якщо є екран з двома малими отворами або щілинами, що дифрагують хвилі накладаються друг на друга і в результаті інтерференції хвиль дають розподіл максимумів і мінімумів амплітуди результуючої хвилі, що чергується в просторі, з плавними переходами від одного до іншого. Із збільшенням кількості щілин максимуми стають вужчими. При великій кількості рівновіддалених щілин ( дифракційні грати ) отримують різко розділені напрями взаємного посилення хвиль.

  Д. хвиль істотно залежить від співвідношення між довжиною хвилі l і розміром об'єкту, зухвалого Д. Наїболєє виразно Д. виявляється в тих випадках, коли розмір перешкод, що огинаються, порівняємо з довжиною хвилі. Тому легко спостерігається Д. звукових, сейсмічних і радіохвиль, для яких ця умова звичайна завжди виконується (l ~ від м-коду до км. ), і набагато важче спостерігати без спеціальних пристроїв дифракцію світла (l ~ 400—750 нм ). Ця ж причина приводить до багатьом технічним труднощам при вивченні хвилевих властивостей ін. об'єктів. Так, оскільки рентгенівські промені мають довжину хвилі від сотень до 0,0001 А, дифракційні грати з такою відстанню між щілинами виготовити неможливо, тому німецький фізик М. Лауе для вивчення дифракцію рентгенівських променів використовував як дифракційні грати кристал, в якому атоми (іони) розташовані в правильному порядку.

  Д. хвиль зіграла велику роль у вивченні природи мікрочасток. Експериментально було встановлено, що при проходженні мікрочасток (наприклад, електронів) через середовище (газ, кристал) спостерігається Д. Дифракція часток є слідством того, що мікрочастки володіють подвійною природою (так званим корпускулярно-хвильовим дуалізмом ): у одних явищах поведінка мікрочасток може бути пояснене на основі уявлення про частки, в інших, як, наприклад, в явищах Д., на основі уявлення про хвилі. Згідно квантовій механіці, кожній частці відповідає так звана хвиля де Бройля, довжина якої залежить від енергії частки. Так, електрону з енергією 1 ев відповідає хвиля де Бройля довжиною того ж порядку, що і розмір атома. Д. електронів і нейтронів широко користуються для вивчення будови речовини.

  Ст Н. Паригин.