Thế giới vật lý và nhiếp ảnh bị ảnh hưởng bởi một hiện tượng ánh sáng được gọi là nhiễu xạ ánh sáng. Có rất nhiều ống kính máy ảnh chuyên nghiệp được thiết kế để mang lại độ sắc nét rất tốt. Tuy nhiên, dù có chất lượng rất tốt thì chúng cũng không thể thoát khỏi hiện tượng hở sáng này.
Trong bài viết này, chúng tôi sẽ cho bạn biết nhiễu xạ ánh sáng là gì, đặc điểm và tầm quan trọng của nó là gì.
Nhiễu xạ ánh sáng là gì
Khi sóng ánh sáng đi qua các khe hở nhỏ và xung quanh chướng ngại vật hoặc các cạnh sắc, cái gọi là nhiễu xạ ánh sáng được tạo ra. Nếu một vật không trong suốt và nằm giữa nguồn sáng điểm và màn chắn, ranh giới giữa các vùng được tô bóng và tô sáng trên màn hình sẽ không được xác định. Nó có thể được xem như một phần của các vùng bóng mờ và được chiếu sáng đang báo hiệu một lượng nhỏ ánh sáng bị chuyển hướng về các vùng bóng mờ.
Có thể nói, nhiễu xạ ánh sáng là hiện tượng xảy ra khi sóng tạo nên ánh sáng truyền qua một lỗ hẹp. Khi điều này xảy ra, các sóng ánh sáng dần dần hình thành và không còn có một tia trước nữa. Bất cứ khi nào chúng ta nói về một điểm sáng, chúng ta phải biết chùm sáng là gì. Chùm ánh sáng này không gì khác hơn là một "dòng" nơi ánh sáng truyền qua không khí. Trong trường hợp này, khi nó đi qua một cái lỗ, sóng ánh sáng sẽ mở ra giống như trong đèn pha của một chiếc ô tô vào lúc nửa đêm vì lỗ là lỗ đóng vai trò phát ra ánh sáng mới.
Sự nhiễu xạ ánh sáng được sử dụng trong máy ảnh để truyền ánh sáng qua một lỗ rất nhỏ. Điều này được sử dụng để chọn lượng ánh sáng mà chúng tôi sẽ sử dụng để chụp ảnh.
Các tính năng chính
Sự nhiễu xạ của ánh sáng gây ra rằng nó không được tập trung vào một điểm chính xác. Hiện tượng này khiến nó phân tán, tạo thành cái được gọi là Đĩa thoáng mát. Đĩa này không khác gì biểu diễn sự biến dạng của chùm sáng và sóng được chiếu trên một mặt phẳng. Trong trường hợp nhiếp ảnh, máy bay là cảm biến của máy ảnh.
Album Airy là thứ mà nhiếp ảnh đang tìm kiếm để thiết lập sự cân bằng. Bạn cố gắng chụp một hình ảnh có độ sâu trường ảnh để mọi thứ có thể được lấy nét tốt. Nhờ hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng, màng chắn của máy ảnh có thể được đóng lại để lấy nét hiệu quả hơn vào những thứ trong ảnh. Có một điểm mà đóng màng ngăn là khi mất sắc nét chung. Vì vậy, điều quan trọng là phải biết hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng hoạt động như thế nào nếu chúng ta muốn tối ưu hóa các bức ảnh.
Hiện tượng này cũng được sử dụng trong quảng cáo để có thể tạo ra những hình ảnh thu hút sự chú ý bằng mắt thường. Thuật ngữ nhiễu xạ xuất phát từ tiếng Latin diffractus, có nghĩa là đã bị vỡ. Nó xảy ra chủ yếu là do một chiếc địu có thể đi xung quanh một chướng ngại vật trong quá trình lan truyền của nó, di chuyển ra khỏi hành vi của tia trực tuyến. Cần lưu ý rằng các tác động chính của nhiễu xạ ánh sáng thường nhỏ.
Hiện tượng mất tập trung có thể được nhìn thấy bằng mắt thường khi một nguồn sáng chiếu vào hai ngón tay ở khoảng cách mười cm so với một mắt, tạo ra một khoảng rất nhỏ giữa các ngón tay. Đó là nơi chúng ta có thể nhìn thấy một loạt các vạch tối và các vạch sáng khác. Các đường có thể được nhìn thấy chủ yếu là do những gì được gọi là sự giao thoa mang tính xây dựng và phá hoại của ánh sáng. Những nhiễu này đi qua các ngón tay để gây ra hiệu ứng này.
Sự nhiễu xạ ánh sáng và nguyên lý Huygens
Lý do cho những gì xảy ra với sự giao thoa không hoàn toàn rõ ràng. Nhà khoa học Christian Huygens đã đưa ra lời giải thích cho hiện tượng này. Lời giải thích dựa trên bức xạ điện từ và động lực học của nó khi sự bầu lại từ độ cao rời khỏi nguồn mà nó được phát ra và giãn nở khi nó truyền đi. Sự mở rộng của nó được thực hiện theo một đường thẳng như thể nó bao phủ bề mặt của một sự chờ đợi đang liên tục mở rộng. Toàn bộ diện tích mở rộng của ánh sáng tăng tỷ lệ với bình phương khoảng cách mà bức xạ truyền đi.
Chúng ta coi rằng năng lượng điện từ có thể lan truyền từ một nguồn điểm trong sóng phẳng. Trong trường hợp này, chúng ta không chỉ áp dụng định luật nghịch đảo bình phương cho nguồn điện mà còn phải áp dụng cho một điểm bất kỳ trong n một sling phẳng. Vì vậy, có thể nói rằng sóng được coi là chúng được tạo ra liên tục từ mọi điểm trong mặt phẳng và được truyền theo mọi hướng. Nếu chúng ta giảm diện tích nơi chúng ta để ánh sáng ra ngoài, thì diện tích mà chùm sáng truyền qua sẽ bị giảm.
Nguyên lý Huygens này đã được công bố cách đây hơn 300 năm và một cơ chế mới được đề xuất để biết sự truyền của ánh sáng như chúng ta biết ngày nay. Vào thời điểm này, người ta coi ánh sáng truyền đi dưới dạng sóng trong một loại vật chất hư cấu gọi là ête và người ta cho rằng nó lấp đầy toàn bộ không gian. Mỗi hạt ête rung động được coi là nguồn gốc của các làn sóng mới. Sóng cầu thuộc nhiễu xạ ánh sáng ban đầu xuất phát từ một nguồn điểm và bị màn chắn S vô cực che khuất một phần.
Chuyển động của sóng ánh sáng được xác định bởi một tốc độ trong hình nón giới hạn bởi độ mở của màn hình. Khẩu độ của màn hình được gọi là bề mặt mà ánh sáng có thể thoát ra. Nguyên tắc này được sử dụng để chấp thuận các định luật phản xạ khúc xạ của sóng phẳng. Nguyên tắc của Huygens có liên quan đến hình học quang học và có giá trị đối với bước sóng cực nhỏ. Mặt khác, chúng ta không thể sử dụng nó để giải thích tất cả các hiện tượng tồn tại của sóng ánh sáng. Ví dụ, nó không phục vụ cho việc giải thích sự lệch hướng của sóng từ sự truyền thẳng của tia sáng khi đi qua rìa của một vật thể hoặc qua những khe hở nhỏ.
Tôi hy vọng rằng với những thông tin này, bạn có thể hiểu thêm về sự nhiễu xạ ánh sáng.