Na svijet fizike i fotografije utječe fenomen svjetlosti poznat kao difrakcija svetlosti. Postoji mnogo profesionalnih sočiva fotoaparata koji su dizajnirani da pruže vrlo dobru oštrinu. Međutim, čak i ako je vrlo dobre kvalitete, oni ne mogu pobjeći od ovog fenomena svjetlosti.
U ovom članku ćemo vam reći koja je difrakcija svjetlosti i koje su njene karakteristike i važnost.
Šta je difrakcija svetlosti
Kada svjetlosni valovi prolaze kroz male otvore i oko prepreka ili oštrih ivica, stvara se ono što se naziva difrakcijom svjetlosti. Ako je objekt neproziran i nalazi se između tačkanog izvora svjetlosti i zaslona, granica između zasjenjena i istaknuta područja na ekranu neće biti definirana. Može se vidjeti kako dio zasjenjenih i osvijetljenih područja signaliziraju male količine svjetlosti koje se preusmjeravaju prema zasjenjenim područjima.
Može se reći da je difrakcija svjetlosti fenomen koji se događa kada valovi koji čine svjetlost prolaze kroz usku rupu. Kada se to dogodi, svjetlosni valovi se postepeno formiraju i više nemaju napredak zraka. Kad god govorimo o tački svetlosti, moramo znati šta je snop svetlosti. Ovaj snop svjetlosti nije ništa drugo nego "potok" gdje svjetlost prolazi kroz zrak. U ovom slučaju, kada prolazi kroz rupu, svjetlosni se valovi otvaraju baš kao u farovima automobila usred noći jer rupa je ta koja djeluje kao novi emiter svjetlosti.
Difrakcija svjetlosti koristi se u kamerama za protjerivanje svjetlosti kroz vrlo malu rupu. Ovim se bira količina svjetlosti koju ćemo koristiti za fotografiranje.
Glavne karakteristike
Difrakcija svjetlosti dovodi do toga da ona nije koncentrirana do određene točke. Ova pojava uzrokuje njegovo širenje, formirajući ono što je poznato Prozračan disk. Ovaj disk nije ništa drugo nego prikaz deformacije zrake svjetlosti i valova koji se projiciraju na ravninu. U slučaju fotografije, ravnina je senzor kamere.
Album Airy je ono što fotografija traži da bi uspostavila ravnotežu. Pokušavate snimiti sliku sa dubinskom oštrinom kako bi sve moglo izgledati dobro u fokusu. Zahvaljujući fenomenu difrakcije svjetlosti, dijafragma fotoaparata se može zatvoriti radi učinkovitijeg fokusiranja na stvari na fotografiji. Dolazi tačka u kojoj zatvaranje dijafragme je kada općenito dođe do gubitka oštrine. Stoga je važno znati kako djeluje fenomen difrakcije svjetlosti ako želimo optimizirati fotografije.
Ovaj se fenomen koristi i u reklamama kako bi se mogle generirati vizualizacije koje skreću pažnju golim okom. Pojam difrakcija dolazi od latinskog diffractus, što znači da se slomio. Pojavljuje se uglavnom zbog toga što je remen sposoban zaobići prepreku u svom širenju, odmičući se od ponašanja pravolinijskih zraka. Mora se imati na umu da su glavni efekti difrakcije svjetlosti redovito mali.
Fenomen ometanja može se vidjeti golim okom tako što izvor svjetlosti nameće dva prsta na udaljenosti od deset centimetara od jednog oka, čineći vrlo mali razmak između prstiju. Ovdje možemo vidjeti niz tamnih linija i ostalih svijetlih. Linije koje se mogu vidjeti uglavnom su uzrokovane onim što je poznato kao konstruktivne i destruktivne smetnje svjetlosti. Ove smetnje prolaze oko prstiju da bi izazvale ovaj efekat.
Difrakcija svjetlosti i Huygensov princip
Razlog za ono što se događa sa smetnjama nije sasvim očigledan. Naučnik Christian Huygens ponudio je objašnjenje za ovaj fenomen. Objašnjenje se zasniva na elektromagnetnom zračenju i njegovoj dinamici kada ponovni izbor za magnetski vrh ostavlja izvor iz kojeg se emituje i širi se dok putuje. Njegovo se širenje izvodi u ravnoj liniji kao da pokriva površinu čekanja koja se neprestano širi. Čitavo područje širenja svjetlosti povećava se proporcionalno kvadratu udaljenosti koju zračenje prelazi.
Smatramo da se elektromagnetska energija može širiti iz točkastih izvora u ravninskim valovima. U ovom slučaju, ne samo da primjenjujemo zakon obrnutog kvadrata na izvor napajanja, već se moramo primijeniti i na bilo koju točku u n ravnom remenu. Stoga se može reći da se valovi smatraju tim oni se stvaraju kontinuirano iz svake tačke u ravni i šire se u svim pravcima. Ako smanjimo površinu na kojoj propuštamo svjetlost, smanjit će se površina kroz koju svjetlosni snop putuje.
Ovaj Huygensov princip objavljen je prije više od 300 godina i predložen je novi mehanizam koji će znati širenje svjetlosti kakvu poznajemo danas. U to se vrijeme smatralo da svjetlost putuje kao valovi u nekoj fiktivnoj materiji koja se naziva eter i pretpostavlja se da je ispunila čitav prostor. Svaka čestica etera koja vibrira smatrana je ishodištem novih valova. Sferni valovi koji pripadaju početnoj difrakciji svjetlosti potječu iz točkastog izvora i djelomično su zasjenjeni beskonačnim zaslonom S.
Kretanje svjetlosnih valova definirano je brzinom u konusu ograničenom otvaranjem zaslona. Otvor zaslona poznat je kao površina kroz koju svjetlost može izlaziti. Ovaj princip se koristi za odobravanje zakona refleksije loma ravnih valova. Huygensov princip je relevantan za optičke geometrije i vrijedi za izuzetno male valne duljine. S druge strane, ne možemo ga koristiti za objašnjavanje svih pojava koje postoje kod svjetlosnih valova. Na primjer, to ne služi za objašnjavanje skretanja valova od pravolinijskog širenja svjetlosnih zraka prilikom prolaska kroz ivicu predmeta ili kroz male otvore.
Nadam se da ćete s ovim informacijama saznati više o difrakciji svjetlosti.