Nhiễu xạ là hiện tượng xảy ra khi sóng lan truyền qua khe nhỏ, đây là hiện tượng khá thường gặp trong cuộc sống. Để tìm hiểu kỹ hơn về nhiễu xạ là gì, cũng như nhiễu xạ ánh sáng là gì, mời bạn đọc cùng theo dõi bài viết sau.
Hiện tượng nhiễu xạ là gì?
Nhiễu xạ là hiện tượng mà ta có thể quan sát được khi sóng lan truyền qua khe nhỏ hay mép vật cản (rõ nhất là những vật cản có kích thước tương đương với bước sóng).
Sóng bị lệch hướng lan truyền, lan tỏa về mọi phía từ vị trí vật cản, chúng tự giao thoa với các sóng khác và lan ra từ vật cản.
Hiện tượng nhiễu xạ qua 1 khe hẹp có thể được quan sát với mọi loại sóng như: Sóng âm thanh, sóng nước, sóng điện từ (ánh sáng hay sóng radio) hoặc những hạt thể hiện tính chất sóng thông qua lưỡng tính sóng hạt.
Hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng là gì?
Nhiễu xạ ánh sáng là hiện tượng xảy ra khi sóng tạo nên ánh sáng được truyền qua một lỗ hẹp. Khi đó, các sóng ánh sáng sẽ dần được hình thành và không còn có một tia trước nữa. Bất cứ khi nào chúng ta nói về một điểm sáng, ta cần phải biết chùm sáng là gì. Chùm ánh sáng chính là “dòng” – nơi mà ánh sáng truyền qua không khí.
Trong trường hợp này, khi nó đi qua một cái lỗ thì sóng ánh sáng sẽ được mở ra giống như trong đèn pha của một chiếc ô tô lúc nửa đêm, bởi đây là lỗ đóng vai trò phát ra ánh sáng mới.
Công thức nhiễu xạ ánh sáng được sử dụng trong máy ảnh để nhằm thực hiện truyền ánh sáng qua một lỗ rất nhỏ. Điều này được dùng để chọn lượng ánh sáng sử dụng để chụp ảnh.
Xem thêm: Quang phổ là gì? Các loại quang phổ, ví dụ quang phổ
Các tính năng cơ bản của nhiễu xạ ánh sáng
Sự nhiễu xạ của ánh sáng không tập trung vào một điểm chính xác, thay vào đó nó phân tán, được chiếu trên một mặt phẳng. Nếu bạn muốn chụp một hình ảnh có độ sâu trường ảnh nhằm để lấy nét mọi thứ tốt nhất, thì có thể nhờ hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng. Bởi vì màng chắn của máy ảnh có thể được đóng lại để giúp việc lấy nét hiệu quả hơn. Bạn cần phải biết hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng hoạt động như thế nếu như muốn tối ưu hóa các bức ảnh.
Kiến thức về các dạng nhiễu xạ có trong ảnh chụp hay ảnh kỹ thuật số của các đối tượng thiên văn giúp phục vụ cho việc cải thiện độ phân giải của ảnh thiên văn.
Kỹ thuật bao gồm việc thu thập số lượng lớn các hình ảnh của cùng một đối tượng với độ nét hoặc độ sáng thấp. Tiếp đó, khi được xử lý tính toán và trích xuất tiếng ồn từ nhiễu xạ, giúp tạo ra hình ảnh với độ phân giải cao hơn.
Đây là cách để hiển thị các chi tiết đã bị che trước đó ở trong bản gốc, chính xác là bởi vì hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng.
Xem thêm: Hiện tượng khúc xạ ánh sáng là gì? Định luật và công thức
HIện tượng nhiễu xạ ánh sáng và nguyên lý Huygens
Giải thích cho hiện tượng nhiễm xạ ánh sáng, nhà khoa học Christiaan Huygens đã đưa ra 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 nó được phát ra và giãn nở khi nó truyền đi.
Sự mở rộng của nó được thực hiện theo một đường thẳng như bao phủ bề mặt. Toàn bộ diện tích mở rộng của ánh sáng tăng tỷ lệ với bình phương của khoảng cách mà bức xạ truyền đi.
Năng lượng điện từ sẽ có thể được lan truyền bởi một nguồn điểm trong sóng phẳng. Trường hợp này ta cần áp dụng định luật nghịch đảo bình phương cho nguồn điện, cùng với đó là áp dụng cho một điểm bất kỳ trong một mặt phẳng. Có thể nói rằng sóng được tạo ra liên tục từ mọi điểm trong mặt phẳng, được truyền theo mọi hướng. Nếu như giảm diện tích nơi chúng ta để ánh sáng ra ngoài, thì diện tích chùm sáng truyền qua sẽ bị giảm.
Nguyên lý Huygens 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 hiện nay. Thời điểm này người ta xem ánh sáng được truyền đi dưới dạng sóng trong một loại vật chất hư cấu, chúng được gọi là ête, người ta cho rằng nó lấp đầy toàn bộ không gian.
Mỗi hạt ête rung động sẽ 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, bị màn chắn S vô cực làm che khuất mất một phần.
Chuyển động của sóng ánh sáng được xác định bởi tốc độ trong hình nón giới hạn bởi độ mở của màn hình. Khẩu độ của màn hình là bề mặt mà ánh sáng có thể thoát ra được. Nguyên tắc này dùng để nhằm chấp thuận những định luật phản xạ ánh sáng, khúc xạ của sóng phẳng.
Nguyên tắc của Huygens liên quan đến hình học quang học, cũng như có giá trị đối với bước sóng cực nhỏ. Chúng ta không thể sử dụng nó để có thể giải thích được cho tất cả các hiện tượng tồn tại của sóng ánh sáng.
Với những thông tin trên đây chúng ta đã có thể hiểu được hiện tượng nhiễu xạ là gì, nhiễu xạ ánh sáng là gì. Hy vọng, những chia sẻ trên đây sẽ thực sự hữu ích cho bạn trong quá trình học tập.
