การเลี้ยวเบนของแสง

โลกของฟิสิกส์และการถ่ายภาพได้รับผลกระทบจากปรากฏการณ์ของแสงที่เรียกว่า การเลี้ยวเบนของแสง. มีเลนส์กล้องระดับมืออาชีพมากมายที่ออกแบบมาเพื่อให้ความคมชัดที่ดีมาก อย่างไรก็ตามแม้ว่าจะมีคุณภาพดีมาก แต่ก็ไม่สามารถรอดพ้นจากปรากฏการณ์แห่งแสงนี้ได้

ในบทความนี้เราจะบอกคุณว่าการเลี้ยวเบนของแสงคืออะไรมีลักษณะและความสำคัญอย่างไร

การเลี้ยวเบนของแสงคืออะไร

เมื่อคลื่นแสงผ่านช่องเล็ก ๆ และรอบ ๆ สิ่งกีดขวางหรือขอบคมสิ่งที่เรียกว่าการเลี้ยวเบนของแสงจะถูกสร้างขึ้น ถ้าวัตถุทึบแสงและอยู่ระหว่างจุดกำเนิดแสงและหน้าจอขอบเขตระหว่าง พื้นที่ที่แรเงาและไฮไลต์บนหน้าจอจะไม่ถูกกำหนด สามารถมองเห็นได้ว่าเป็นส่วนหนึ่งของบริเวณที่มีแสงและเงากำลังส่งสัญญาณแสงจำนวนเล็กน้อยที่ถูกเบี่ยงเบนไปยังบริเวณที่แรเงา

อาจกล่าวได้ว่าการเลี้ยวเบนของแสงเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นเมื่อคลื่นที่ก่อให้เกิดแสงผ่านรูแคบๆ เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น คลื่นแสงจะเริ่มก่อตัวและไม่เคลื่อนที่เป็นลำแสงอีกต่อไป เมื่อใดก็ตามที่เราพูดถึงจุดแสง เราจะต้องรู้ว่าลำแสงคืออะไร ลำแสงนี้มิใช่สิ่งอื่นใดนอกจาก “กระแส” ที่แสงผ่านอากาศ ในกรณีนี้ เมื่อผ่านรูเข้าไป คลื่นแสงก็จะเปิดออกเหมือนกับที่เกิดขึ้นกับไฟหน้ารถในตอนกลางคืน เพราะว่า รูคือช่องที่ทำหน้าที่เป็นตัวปล่อยแสงใหม่

การเลี้ยวเบนของแสงถูกใช้ในกล้องเพื่อบังคับให้แสงผ่านรูเล็ก ๆ ใช้เพื่อเลือกปริมาณแสงที่เราจะใช้ในการถ่ายภาพ

คุณสมบัติหลัก

การเลี้ยวเบนของแสงทำให้ไม่กระจุกตัวไปยังจุดที่แม่นยำ ปรากฏการณ์นี้ทำให้มันกระจายตัวกลายเป็นสิ่งที่เรียกว่า ดิสก์โปร่ง ดิสก์นี้ไม่มีอะไรมากไปกว่าการแสดงความผิดปกติของลำแสงและคลื่นที่ฉายบนระนาบ ในกรณีของการถ่ายภาพเครื่องบินเป็นเซ็นเซอร์ของกล้อง

อัลบั้ม Airy คือสิ่งที่การถ่ายภาพต้องการเพื่อสร้างสมดุล คุณพยายามจับภาพที่มีระยะชัดลึกเพื่อให้ทุกอย่างปรากฏในโฟกัสได้ดี ด้วยปรากฏการณ์การเลี้ยวเบนของแสงทำให้สามารถปิดรูรับแสงของกล้องเพื่อโฟกัสสิ่งต่างๆในภาพถ่ายได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น มาถึงจุดที่ การปิดไดอะแฟรมคือเมื่อมีการสูญเสียความคมโดยทั่วไป ดังนั้น การเข้าใจการทำงานของการเลี้ยวเบนของแสงจึงเป็นสิ่งสำคัญ หากเราต้องการปรับแต่งภาพถ่ายของเราให้เหมาะสมที่สุด หากต้องการเข้าใจปรากฏการณ์เหล่านี้ได้ดียิ่งขึ้น คุณสามารถดูบทความได้ที่ เมฆสีรุ้ง y สีสันในก้อนเมฆสีรุ้ง.

ปรากฏการณ์นี้ยังใช้ในโฆษณาเพื่อให้สามารถสร้างภาพที่ดึงดูดความสนใจได้ด้วยตาเปล่า คำว่าการเลี้ยวเบนมาจากภาษาละตินว่า diffractus ซึ่งหมายความว่าเสีย ส่วนใหญ่เกิดจากการที่สลิงสามารถไปรอบ ๆ สิ่งกีดขวางในการแพร่กระจายของมันได้โดยเคลื่อนออกไปจากพฤติกรรมของรังสีเรติลิเนียร์ ควรสังเกตว่าผลกระทบหลักของการเลี้ยวเบนของแสงมีขนาดเล็กเป็นประจำ

ปรากฏการณ์ของความว้าวุ่นใจสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าโดยมีแหล่งกำเนิดแสงกำหนดนิ้วสองนิ้วไว้ที่ระยะ XNUMX เซนติเมตรจากตาข้างเดียวทำให้มีช่องว่างระหว่างนิ้วเล็กมาก ที่นี่เราสามารถเห็นเส้นสีดำและเส้นแสงอื่น ๆ เส้นที่สามารถมองเห็นได้ส่วนใหญ่เกิดจากสิ่งที่เรียกว่า การรบกวนที่สร้างสรรค์และทำลายล้างของแสง. การรบกวนเหล่านี้ส่งผ่านนิ้วมือเพื่อทำให้เกิดผลกระทบนี้

การเลี้ยวเบนของแสงและหลักการของ Huygens

สาเหตุของสิ่งที่เกิดขึ้นกับการรบกวนนั้นไม่ชัดเจนทั้งหมด นักวิทยาศาสตร์ Christian Huygens เสนอคำอธิบายสำหรับปรากฏการณ์นี้ คำอธิบายนี้ขึ้นอยู่กับการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าและพลวัตของมันเมื่อการเลือกใหม่เป็นแม่เหล็กสูงจะทำให้แหล่งกำเนิดที่ปล่อยออกมาและขยายออกไปเมื่อมันเดินทาง การขยายตัวจะดำเนินการเป็นเส้นตรงราวกับว่ามันกำลังครอบคลุมพื้นผิวของการรอคอยที่ขยายออกไปอย่างต่อเนื่อง พื้นที่ทั้งหมดของการขยายตัวของแสงจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนกับกำลังสองของระยะทางที่รังสีกำลังเดินทาง

เราพิจารณาว่าพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถแพร่กระจายจากแหล่งกำเนิดจุดในคลื่นระนาบได้ ในกรณีนี้เราไม่เพียง แต่ใช้กฎกำลังสองผกผันกับแหล่งพลังงานเท่านั้น แต่ยังต้องใช้กับจุดใดก็ได้ใน n สลิงแบนด้วย จึงอาจกล่าวได้ว่าคลื่นนั้นถือว่า พวกมันถูกสร้างขึ้นอย่างต่อเนื่องจากทุกจุดในเครื่องบินและแพร่กระจายไปทุกทิศทาง ถ้าเราลดพื้นที่ที่ปล่อยแสงออกมาพื้นที่ที่ลำแสงเดินทางผ่านก็จะลดลง

หลักการของ Huygens นี้ได้รับการเผยแพร่เมื่อกว่า 300 ปีก่อนและมีการเสนอกลไกใหม่เพื่อให้ทราบถึงการแพร่กระจายของแสงอย่างที่เรารู้จักกันในปัจจุบัน ในเวลานี้มีการพิจารณาว่าแสงเดินทางเป็นคลื่นในเรื่องสมมติชนิดหนึ่งที่เรียกว่าอีเธอร์และสันนิษฐานว่ามันเต็มพื้นที่ทั้งหมด อนุภาคของอีเธอร์แต่ละตัวที่สั่นสะเทือนถูกมองว่าเป็นต้นกำเนิดของคลื่นใหม่ คลื่นทรงกลมที่เป็นของการเลี้ยวเบนของแสงเริ่มต้นเกิดจากแหล่งกำเนิดจุดและถูกบดบังบางส่วนโดยหน้าจอไม่มีที่สิ้นสุด S

การเคลื่อนที่ของคลื่นแสงถูกกำหนดโดยความเร็วในกรวยที่ จำกัด โดยการเปิดหน้าจอ รูรับแสงของหน้าจอเรียกว่าพื้นผิวที่แสงสามารถออกได้ หลักการนี้ใช้เพื่ออนุมัติกฎการสะท้อนการหักเหของคลื่นระนาบ หลักการของ Huygens เกี่ยวข้องกับ เรขาคณิตเชิงแสงและใช้ได้กับความยาวคลื่นที่เล็กมาก ในทางกลับกันเราไม่สามารถใช้อธิบายปรากฏการณ์ทั้งหมดที่มีอยู่ของคลื่นแสงได้ ตัวอย่างเช่นไม่ได้ทำหน้าที่อธิบายการเบี่ยงเบนของคลื่นจากการแพร่กระจายของรังสีแสงเป็นเส้นตรงเมื่อผ่านขอบของวัตถุหรือผ่านช่องเล็ก ๆ

ฉันหวังว่าข้อมูลนี้จะทำให้คุณได้เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการเลี้ยวเบนของแสง