Fizikos ir fotografijos pasaulį veikia šviesos reiškinys, žinomas kaip šviesos difrakcija. Yra daugybė profesionalių fotoaparatų objektyvų, sukurtų labai geram ryškumui. Tačiau net jei jis yra labai geros kokybės, jie negali pabėgti nuo šio šviesos reiškinio.
Šiame straipsnyje mes jums pasakysime, kokia yra šviesos difrakcija ir kokios yra jos savybės ir svarba.
Kas yra šviesos difrakcija
Kai šviesos bangos praeina pro mažas angas ir aplink kliūtis ar aštrius kraštus, susidaro vadinamoji šviesos difrakcija. Jei objektas yra nepermatomas ir yra tarp taškinio šviesos šaltinio ir ekrano, riba tarp šešėliai ir paryškinti regionai ekrane nebus apibrėžti. Tai gali būti vertinama kaip dalis užpavėsintų ir apšviestų sričių signalizuoja apie nedidelį šviesos kiekį, nukreiptą į tamsesnius regionus.
Galima sakyti, kad šviesos difrakcija yra reiškinys, vykstantis, kai šviesą sudarančios bangos praeina per siaurą skylę. Kai tai įvyksta, šviesos bangos pamažu formuojasi ir nebeturi pluošto. Kai kalbame apie šviesos tašką, turime žinoti, kas yra šviesos pluoštas. Šis šviesos pluoštas yra ne kas kita, kaip „srautas“, kur šviesa praeina per orą. Šiuo atveju, kai jis praeina pro skylę, šviesos bangos atsiveria taip pat, kaip ir automobilio priekiniuose žibintuose vidurnaktį, nes skylė yra ta, kuri veikia kaip naujas šviesos skleidėjas.
Šviesos difrakcija fotoaparatuose naudojama norint priversti šviesą pro labai mažą skylę. Tai padeda pasirinkti šviesos kiekį, kurį naudosime fotografuodami.
pagrindinės funkcijos
Dėl šviesos difrakcijos ji nesusikaupia iki tikslaus taško. Šis reiškinys sukelia jo išsisklaidymą, formuojant tai, kas vadinama Erdvus diskas. Šis diskas yra ne kas kita, kaip šviesos pluošto ir bangų, kurios projektuojamos plokštumoje, deformacijos vaizdavimas. Fotografijos atveju fotoaparato jutiklis yra plokštuma.
„Airy“ albumas yra tai, ko fotografija siekia sukurti pusiausvyrą. Jūs bandote užfiksuoti vaizdą su lauko gyliu, kad viskas būtų gerai sufokusuota. Dėl šviesos difrakcijos reiškinio fotoaparato diafragma gali būti uždaryta, kad būtų galima efektyviau sutelkti dėmesį į nuotraukoje esančius dalykus. Ateina taškas, kur diafragmos uždarymas yra tada, kai apskritai prarandamas aštrumas. Todėl, jei norime optimizuoti fotografijas, svarbu žinoti, kaip veikia šviesos difrakcijos reiškinys.
Šis reiškinys taip pat naudojamas reklamose, kad būtų galima generuoti vizualizacijas, atkreipiančias dėmesį plika akimi. Difrakcijos terminas kilęs iš lotynų kalbos diffractus, o tai reiškia, kad lūžo. Tai įvyksta daugiausia dėl to, kad stropai sugeba apeiti kliūtį sklindami, nutolę nuo tiesinių spindulių elgesio. Reikėtų pažymėti, kad pagrindinis šviesos difrakcijos poveikis yra reguliariai nedidelis.
Išsiblaškymo reiškinys gali būti matomas plika akimi, kai šviesos šaltinis dešimt centimetrų atstumu nuo vienos akies uždeda du pirštus, o tarp pirštų yra labai maža erdvė. Čia galime pamatyti tamsių ir kitų šviesių linijų seriją. Linijas, kurias galima pamatyti, daugiausia sukelia tai, kas žinoma konstruktyvus ir destruktyvus šviesos trukdymas. Šie trukdžiai praeina aplink pirštus, kad sukeltų šį efektą.
Šviesos difrakcija ir Huygenso principas
Priežastis, kas nutinka trukdžiams, nėra visiškai akivaizdi. Mokslininkas Christianas Huygensas pasiūlė šio reiškinio paaiškinimą. Paaiškinimas pagrįstas elektromagnetine spinduliuote ir jos dinamika, kai perrinkimas į magnetinį aukštį palieka šaltinį, iš kurio skleidžiamas, ir keliaudamas išsiplečia. Jo plėtimasis atliekamas tiesia linija, tarsi jis uždengtų laukimo paviršių, kuris nuolat plečiasi. Visas šviesos išsiplėtimo plotas didėja proporcingai spinduliuojamo atstumo kvadratui.
Manome, kad elektromagnetinė energija gali sklisti iš taškinio šaltinio plokštuminėmis bangomis. Tokiu atveju maitinimo šaltiniui mes taikome ne tik atvirkštinio kvadrato dėsnį, bet ir bet kuriam plokščio diržo taškui. Todėl galima sakyti, kad bangos laikomos tuo jie kuriami nuolatos iš kiekvieno plokštumos taško ir sklinda į visas puses. Jei sumažinsime plotą, kuriame išleidžiame šviesą, sumažės plotas, per kurį sklinda šviesos pluoštas.
Šis Huygenso principas buvo paskelbtas daugiau nei prieš 300 metų ir siūlomas naujas mechanizmas, leidžiantis žinoti šviesos sklidimą tokį, kokį jį žinome šiandien. Tuo metu buvo manoma, kad šviesa sklinda kaip bangos tam tikroje fiktyvioje medžiagoje, vadinamoje eteriu, ir daroma prielaida, kad ji užpildė visą erdvę. Kiekviena vibruojanti eterio dalelė buvo vertinama kaip naujų bangų kilmė. Sferinės bangos, priklausančios pradinei šviesos difrakcijai, kyla iš taškinio šaltinio ir yra iš dalies uždengtos begaliniu ekranu S.
Šviesos bangų judėjimą apibūdina greitis kūgyje, kurį riboja ekrano atidarymas. Ekrano diafragma yra žinoma kaip paviršius, per kurį gali išeiti šviesa. Šis principas naudojamas tvirtinant plokštumos bangų lūžio atspindžio dėsnius. Huygenso principas yra svarbus optinė geometrija ir galioja ypač mažiems bangos ilgiams. Kita vertus, mes negalime jo naudoti paaiškindami visus šviesos bangų egzistavimo reiškinius. Pavyzdžiui, jis netinka paaiškinti bangų nukreipimą iš tiesinio šviesos spindulių plitimo, kai jos praeina per objekto kraštą arba per mažas angas.
Tikiuosi, kad turėdami šią informaciją galite sužinoti daugiau apie šviesos difrakciją.