Дифракція світла, явища, що спостерігаються при поширенні світла мимо різких країв непрозорих або прозорих тіл, крізь вузькі отвори. При цьому відбувається порушення прямолінійності поширення світла, тобто відхилення від законів геометричної оптики . Унаслідок Д. с. при освітленні непрозорих екранів точковим джерелом світла на кордоні тіні, де, згідно законам геометричної оптики, повинен був би відбуватися стрибкоподібний перехід від тіні до світла, спостерігається ряд світлих і темних дифракційних смуг ( мал. 1 ). Оскільки дифракція властива всякому хвилевому руху, відкриття Д. с. в 17 ст італійським фізиком і астрономом Ф. Грімальді і її пояснення на початку 19 ст французьким фізиком О. Френелем з'явилися одним з основних доказів хвилевої природи світла.
Наближена теорія Д. с. заснована на вживанні Гюйгенса- Френеля принципу . Для якісного розгляду простих випадків Д. с. може бути застосоване побудова зон Френеля . При проходженні світла від точкового джерела через невеликий круглий отвір в непрозорому екрані або довкола круглого непрозорого екрану спостерігаються дифракційні смуги у вигляді концентричних кіл. Якщо отвір залишає відкритим парне число зон, то в центрі дифракційної картини виходить темна плямочка, при непарному числі зон — світле. В центрі тіні від круглого екрану, що закриває не дуже велике число зон Френеля, виходить світла плямочка.
Розрізняють 2 випадки Д. с. — дифракція сферичної хвилі, при якій розмір отвору порівнянний з розміром зони Френеля, тобто
де b — розмір отвору, z — відстань точки спостереження від екрану, l — довжина хвилі (дифракція Френеля), і Д. с. в паралельних променях, при якій отвір багато менше однієї зони Френеля, тобто
(дифракція Фраунгофера). У останньому випадку при падінні паралельного пучка світла на отвір пучок стає таким, що розходиться з кутом расходімості j ~ l/ b (дифракційна расходімость).
Велике практичне значення має випадок Д. с. на щілині. При освітленні щілини паралельним пучком монохроматичного світла на екрані виходить ряд темних і світлих смуг, що швидко убувають по інтенсивності. Якщо світло падає перпендикулярно до плоскості щілини, то смуги розташовані симетрично відносно центральної смуги ( мал. 2 ), а освітленість міняється уздовж екрану періодично із зміною j, перетворюючись на нуль при кутах j, для яких sin j = m /l b ( m = 1, 2, 3 ....). При проміжних значеннях освітленість досягає максимальних значень. Головний максимум має місце при m = 0, при цьому sin j = 0 тобто j = 0. Наступні максимуми, значно поступливі по величині головному, відповідають значенням j, визначеним з умов: sin j = 1,43 l/ b , 2,46 l/ b , 3,47 l/ b і т.д.
Із зменшенням ширини щілини центральна світла смуга розширюється, а при даній ширині щілини положення мінімумів і максимумів залежить від l, тобто відстань між смугами тим більше, чим більше l. Тому в разі білого світу має місце сукупність відповідних картин для різних кольорів. При цьому головний максимум буде загальним для всіх l і представиться у вигляді білої смужки, перехідної в кольорові смуги з чергуванням кольорів від фіолетового до червоного.
Якщо є 2 ідентичних паралельних щілини, то вони дають однакові дифракційні картини, що накладаються один на одного, унаслідок чого максимуми відповідно посилюються, а крім того, відбувається взаємна інтерференція хвиль від першої і другої щілин, що значно ускладнює картину. В результаті мінімуми будуть на колишніх місцях, т.к. ето ті напрями, по яких жодна з щілин не посилає світла. Крім того, можливі напрями, в яких світло, що посилається двома щілинами, взаємно знищується. Т. о., колишні мінімуми визначаються умовами: b sin j = l, 2l, 3l ..., додаткові мінімуми d sin j = l/2, 3l/2, 5l/2 ... ( d — розмір щілини b разом з непрозорим проміжком а ), головні максимуми d sin j = 0,l, 2l, 3l ..., тобто між двома головними максимумами розташовується один додатковий мінімум, а максимуми стають вужчими, ніж при одній щілині. Збільшення числа щілин робить це явище ще виразнішим (див. Дифракційні грати ).
Д. с. грає істотну роль при розсіянні світла в каламутних середовищах, наприклад на порошинках, крапельках туману і т.п. На Д. с. заснована дія спектральних приладів з дифракційними гратами (дифракційних спектрометрів). Д. с. визначає межу роздільної здатності оптичних приладів (телескопів, мікроскопів і ін.). Завдяки Д. с. зображення точкового джерела (наприклад, зірки в телескопі) має вигляд кружка з діаметром l fld , де D — діаметр об'єктиву, а f — його фокусна відстань. Расходімость випромінювання лазерів також визначається Д. с. Для зменшення расходімості лазерного пучка його перетворять в ширший пучок за допомогою телескопа, і тоді расходімость випромінювання визначається діаметром D об'єктиву по формулі j ~ l/ D .
Літ.: Ландсберг Р. С., Оптика, 4 видавництва, М., 1957 (Загальний курс фізики, т. 3); Горелік Р. С., Коливання і хвилі, 2 видавництва, М., 1959, гл.(глав) 9.
