Na svijet fizike i fotografije utječe fenomen svjetlosti poznat kao difrakcija svjetlosti. Postoje mnoge profesionalne leće fotoaparata koje su dizajnirane da pružaju vrlo dobru oštrinu. Međutim, čak i ako je vrlo dobre kvalitete, oni ne mogu pobjeći od ovog fenomena svjetlosti.
U ovom ćemo vam članku reći koja je difrakcija svjetlosti i koje su njezine karakteristike i važnost.
Što je difrakcija svjetlosti
Kad svjetlosni valovi prolaze kroz male otvore i oko prepreka ili oštrih rubova, stvara se ono što se naziva difrakcijom svjetlosti. Ako je objekt neproziran i nalazi se između točkastog izvora svjetlosti i zaslona, granica između zasjenjena i označena područja na zaslonu neće biti definirana. Može se vidjeti kako dio zasjenjenih i osvijetljenih područja signalizira male količine svjetlosti koje se preusmjeravaju prema zasjenjenim područjima.
Može se reći da je difrakcija svjetlosti pojava koja se događa kada valovi koji čine svjetlost prolaze kroz usku rupu. Kad se to dogodi, svjetlosni valovi postupno se stvaraju i više nemaju napredak zraka. Kad god govorimo o svjetlosnoj točki, moramo znati što je snop svjetlosti. Ovaj snop svjetlosti nije ništa drugo nego "potok" gdje svjetlost prolazi kroz zrak. U ovom slučaju, kad 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 fotoaparatima za protjerivanje svjetlosti kroz vrlo malu rupu. Ovim se odabire količina svjetlosti koju ćemo koristiti za fotografiranje.
Glavne osobine
Difrakcija svjetlosti dovodi do toga da ona nije koncentrirana do određene točke. Ova pojava uzrokuje njegovo širenje, tvoreći ono što je poznato kao Prozračni disk. Ovaj disk nije ništa drugo nego prikaz deformacije svjetlosne zrake 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 s dubinskom oštrinom kako bi se sve moglo dobro pojaviti u fokusu. Zahvaljujući fenomenu difrakcije svjetlosti, dijafragma fotoaparata može se zatvoriti radi učinkovitijeg fokusiranja na stvari na fotografiji. Dolazi točka u kojoj zatvaranje dijafragme je kada postoji opći gubitak oštrine. Stoga je važno znati kako djeluje fenomen difrakcije svjetlosti ako želimo optimizirati fotografije.
Ovaj se fenomen također koristi u reklamama kako bi se mogle generirati vizualizacije koje skreću pozornost golim okom. Pojam difrakcija dolazi od latinskog diffractus, što znači da se slomio. Javlja se uglavnom zato što je remen sposoban zaobići prepreku u svom širenju, odmičući se od ponašanja pravolinijskih zraka. Mora se imati na umu da su glavni učinci 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. Te smetnje prolaze oko prstiju da bi izazvale ovaj efekt.
Difrakcija svjetlosti i Huygensov princip
Razlog onoga što se događa sa smetnjama nije posve očit. Znanstvenik Christian Huygens ponudio je objašnjenje ovog fenomena. Objašnjenje se temelji na elektromagnetskom zračenju i njegovoj dinamici kada ponovni izbor za magnetsku visinu napusti izvor iz kojeg se emitira 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 putuje.
Smatramo da se elektromagnetska energija može širiti iz točkastog izvora u ravninskim valovima. U ovom slučaju, ne primjenjujemo samo 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 stvaraju se kontinuirano iz svake točke u ravnini i šire se u svim smjerovima. Ako smanjimo područje na kojem propuštamo svjetlost, smanjit će se područje kroz koje zraka svjetlosti 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 tvari zvanoj eter i pretpostavlja se da je ispunila cijeli 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. Ovim se principom odobravaju zakoni refleksije loma ravnih valova. Huygensov princip je relevantan za optičke geometrije i vrijedi za izuzetno male valne duljine. S druge strane, njime ne možemo objasniti sve pojave svjetlosnih valova. Primjerice, ne služi za objašnjavanje otklona valova od pravolinijskog širenja svjetlosnih zraka pri prolasku kroz rub predmeta ili kroz male otvore.
Nadam se da ćete s ovim informacijama saznati više o difrakciji svjetlosti.