光の回折: 障害物の周りの光の曲げ

光回折の原理は次のとおりです。光が障害物または小さな開口部に遭遇した場合、障害物または開口部のサイズが光の波長と同等またはそれよりも小さい場合、光は元の直線経路から逸脱し、異なる方向に広がります。 これは、まっすぐに行進するアリのグループに似ています。石とほぼ同じサイズの隙間に遭遇すると、隙間から広がります。

シングルスリット回折実験を見てみましょう。 光源が狭いスリットのあるバリアの前に配置されると、スリットを通過する光は、スクリーン上で交互に明るいフリンジと暗いフリンジのパターンを形成します。 ただし、このパターンは干渉フリンジとは多少異なります。 中央のフリンジは最も明るく、フリンジの明るさは両側で徐々に減少します。 これは、スリットを通過する光が、スリットにおいて複数の新しい光源から発せられると考えることができるために生じる。 これらの光源からの光波は互いに干渉し、スクリーン上に観察されたパターンを作り出す。 これは、フェンスの隙間から吹く風に似ています。風はフェンスの反対側でさまざまな強度の気流を形成し、光の回折フリンジも同様の原理に従います。

光学機器では、光回折の現象が分解能に大きく影響します。 たとえば、望遠鏡や顕微鏡では、レンズは小さな開口部や障害物のように機能し、通過するときに光が回折します。 これにより、明確に観察できる最小の詳細が制限されます。 2つのオブジェクトが近すぎると、それらの回折パターンが重なり、それらを別々のエンティティとして区別することが困難になります。 これは、霧の日に遠くの物体を見るのと似ています。光の散乱と回折のために、オブジェクトはややぼやけて見えます。

日常生活における光回折の他の多くの例がある。 たとえば、CDを見ると、表面には多くの細かい溝があります。 光が当たると回折が起こり、CDに色のスペクトルが表示されます。 光の回折は、光と障害物の間の遊び心のあるゲームのようなもので、光が障害物の周りを曲がり、ユニークな視覚効果を生み出します。