Świat fizyki i fotografii podlega wpływowi zjawiska światła znanego jako dyfrakcja światła. Istnieje wiele profesjonalnych obiektywów do aparatów, które zostały zaprojektowane tak, aby zapewnić bardzo dobrą ostrość. Jednak nawet jeśli jest bardzo dobrej jakości, nie mogą uciec przed tym zjawiskiem światła.
W tym artykule dowiesz się, czym jest dyfrakcja światła oraz jakie są jego cechy i znaczenie.
Co to jest dyfrakcja światła
Kiedy fale świetlne przechodzą przez małe otwory i wokół przeszkód lub ostrych krawędzi, powstaje tzw. Dyfrakcja światła. Jeśli obiekt jest nieprzezroczysty i znajduje się między punktowym źródłem światła a ekranem, granica między zacienione i podświetlone regiony na ekranie nie zostaną zdefiniowane. Można to zobaczyć jako część zacienionych i oświetlonych obszarów sygnalizujących niewielkie ilości światła, które są kierowane w kierunku zacienionych obszarów.
Można powiedzieć, że dyfrakcja światła to zjawisko, które zachodzi, gdy fale tworzące światło przechodzą przez wąski otwór. Kiedy to nastąpi, fale świetlne stopniowo się formują i nie mają już przesuwania się wiązki. Ilekroć mówimy o punkcie światła, musimy wiedzieć, czym jest promień światła. Ta wiązka światła to nic innego jak „strumień”, w którym światło przechodzi przez powietrze. W tym przypadku, gdy przechodzi przez dziurę, fale świetlne otwierają się jak w reflektorach samochodu w środku nocy, ponieważ dziura jest tym, który działa jako nowy emiter światła.
Dyfrakcja światła jest wykorzystywana w kamerach do przepuszczania światła przez bardzo mały otwór. Służy do wyboru ilości światła, które wykorzystamy do zrobienia zdjęcia.
Główne cechy
Dyfrakcja światła powoduje, że nie jest ono skoncentrowane w określonym punkcie. Zjawisko to powoduje jego rozproszenie, tworząc tzw Przewiewny dysk. Ten dysk jest niczym innym jak odwzorowaniem deformacji wiązki światła i fal, które są wyrzucane na płaszczyznę. W przypadku fotografii samolot jest sensorem aparatu.
Album Airy jest tym, czego szuka fotografia, aby zachować równowagę. Próbujesz uchwycić obraz z głębią ostrości, aby wszystko było dobrze wyostrzone. Dzięki zjawisku dyfrakcji światła przysłonę aparatu można zamknąć, aby skuteczniej ustawić ostrość na obiektach na zdjęciu. Przychodzi moment, w którym zamknięcie przysłony następuje w przypadku ogólnej utraty ostrości. Dlatego ważne jest, aby wiedzieć, jak działa zjawisko dyfrakcji światła, jeśli chcemy zoptymalizować zdjęcia.
Zjawisko to jest również wykorzystywane w reklamach, aby móc generować wizualizacje przyciągające uwagę gołym okiem. Termin dyfrakcja pochodzi od łacińskiego diffractus, co oznacza złamanie. Dzieje się tak głównie dlatego, że proca jest w stanie ominąć przeszkodę w swoim propagacji, oddalając się od zachowania promieni prostoliniowych. Należy pamiętać, że główne efekty dyfrakcji światła są zwykle niewielkie.
Zjawisko rozproszenia można zobaczyć gołym okiem, gdy źródło światła nakłada dwa palce w odległości dziesięciu centymetrów od jednego oka, tworząc bardzo małą przestrzeń między palcami. To tutaj możemy zobaczyć serię ciemnych i innych jasnych linii. Linie, które można zobaczyć, są głównie spowodowane przez to, co jest znane jako konstruktywna i destrukcyjna interferencja światła. Te zakłócenia przechodzą wokół palców, powodując ten efekt.
Dyfrakcja światła i zasada Huygensa
Przyczyna tego, co dzieje się z zakłóceniami, nie jest do końca oczywista. Naukowiec Christian Huygens podał wyjaśnienie tego zjawiska. Wyjaśnienie opiera się na promieniowaniu elektromagnetycznym i jego dynamice, gdy ponowne wybranie do magnetycznego wyżu opuszcza źródło, z którego jest emitowane i rozszerza się w trakcie podróży. Jego ekspansja przebiega w linii prostej, tak jakby pokrywała powierzchnię nieustannie rozszerzającego się oczekiwania. Cała ekspansja światła rośnie proporcjonalnie do kwadratu odległości, na jaką przebywa promieniowanie.
Uważamy, że energia elektromagnetyczna może rozprzestrzeniać się ze źródła punktowego w falach płaskich. W takim przypadku nie tylko stosujemy prawo odwrotnych kwadratów do źródła zasilania, ale musimy również stosować się do dowolnego punktu n płaskiego zawiesia. Dlatego można powiedzieć, że za to uważa się fale są tworzone w sposób ciągły z każdego punktu na płaszczyźnie i rozchodzą się we wszystkich kierunkach. Jeśli zmniejszymy obszar, przez który wypuszczamy światło, obszar, przez który przechodzi wiązka światła, zostanie zmniejszony.
Ta zasada Huygensa została opublikowana ponad 300 lat temu i proponuje się nowy mechanizm poznania propagacji światła, jakie znamy dzisiaj. W tamtym czasie uważano, że światło podróżuje jako fale w rodzaju fikcyjnej materii zwanej eterem i przyjmuje się, że wypełnia całą przestrzeń. Każda wibrująca cząsteczka eteru była postrzegana jako źródło nowych fal. Fale sferyczne należące do początkowej dyfrakcji światła pochodzą ze źródła punktowego i są częściowo przysłonięte przez nieskończony ekran S.
Ruch fal świetlnych jest określony przez prędkość w stożku ograniczoną przez otwarcie ekranu. Otwór ekranu nazywany jest powierzchnią, przez którą może wydostawać się światło. Zasada ta służy do zatwierdzania praw odbicia fal płaskich. Zasada Huygens ma znaczenie dla geometrii optycznej i jest ważny dla bardzo małych długości fal. Z drugiej strony nie możemy go użyć do wyjaśnienia wszystkich zjawisk, które istnieją w przypadku fal świetlnych. Na przykład nie służy do wyjaśnienia odchylenia fal od prostoliniowej propagacji promieni świetlnych podczas przechodzenia przez krawędź obiektu lub przez małe otwory.
Mam nadzieję, że dzięki tym informacjom dowiesz się więcej o dyfrakcji światła.