Diffractie
Van Wikipedia
Diffractie of buiging is het afbuigen van een golf langs een ondoordringbaar obstakel. Meestal gaat het om de zijdelingse verbreding door interferentie van een golf die een opening in een ondoordringbaar scherm passeert.
Diffractie is een kenmerkend effect van golfvoortplanting: bijvoorbeeld geluidsgolven, lichtgolven en andere elektromagnetische golven (röntgendiffractie), en deeltjesgolven zoals elektronen (elektronendiffractie) en neutronen (neutronendiffractie). Het is waarneembaar als de afmetingen van de obstakels niet groot zijn ten opzichte van de golflengte. De afbeelding toont twee relatief nauwe spleten in een scherm, waarachter de golven alle richtingen opbuigen. Naarmate dat de openingen breder zijn, kan de golfvoortplanting steeds beter met stralentheorie beschreven worden, zodat we spreken van Geometrische Optica.
Diffractie wordt op verschillende manieren gebruikt:
- diffractie van lichtgolven aan een tralie gebruikt om het te scheiden in componenten van verschillende golflengten in de spectroscopie.
- diffractie van golven met een golflengte die ongeveer even groot is als de afstand tussen atomen kan worden gebruikt om de structuur van kristallijne materialen (kristalstructuur) op te helderen. Hiervoor wordt röntgendiffractie, neutronendiffractie en elektronendiffractie gebruikt.
- diffractie van geluid is een alledaags verschijnsel. De frequentie van geluidstrillingen zijn van de orde van 1000 Hz, zodat hun golflengte van de orde van 0,1 a 1 m is. Het geluid vertoont bij alle voorwerpen van die afmetingen diffractie. Zonder diffractie van geluid om ons hoofd zouden we niet met twee oren kunnen horen.
De kleuren die verschijnen als gebundeld licht op een CD valt worden ook veroorzaakt door diffractie: een CD gedraagt zich als een tralie.
De prestaties van een verder foutloos optisch systeem zoals een objectief of een telescoop worden door diffractie begrensd. Zie hiervoor ook het artikel over de Airy-schijf.
Een algemene theorie werd uitgewerkt door Augustin-Jean Fresnel. Die theorie maakt gebruik van de Fresnelintegraal. Op verdere afstand, namelijk veel verder dan de Rayleighafstand, vindt de meer eenvoudige theorie van Joseph von Fraunhofer toepassing. Die maakt gebruik van de Fouriertransformatie.
