difrakzio

1. Fis.

Uhin baten hedapenean bere izaera ondulatorioaren ondorioz gertatzen diren fenomeno fisikoen multzoa. Bereziki, uhin batek bere uhin-luzeraren magnitude-ordenako oztopoak edo irekiguneak topatzen dituenean izaten duen perturbazioa.

Uhin bat irekigune batetik igarotzean gertatzen den difrakzioa
Uhin bat irekigune batetik igarotzean gertatzen den difrakzioa

1. Fis.
Uhin baten hedapenean bere izaera ondulatorioaren ondorioz gertatzen diren fenomeno fisikoen multzoa. Bereziki, uhin batek bere uhin-luzeraren magnitude-ordenako oztopoak edo irekiguneak topatzen dituenean izaten duen perturbazioa.

Difrakzioa Edit

Egilea: Iñaki Iparragirre

DIFRAKZIOA

Difrakzioaren ondorio nabarmenena da igortze-puntutik behatze-punturainoko lerro zuzenean oztopo bat baldin badago, seinalea ez-nulua izan daitekeela behatze-puntu horretan, eta alderantziz; irekigunea baldin badago ere, seinalea nulua izan daitekeela. Difrakzioaren beste ondorio bat itzaletan agertzen da, argitik ilunerako trantsizioa ez baita bat-batekoa, argi-iturria zeharo puntuala baldin bada ere. Portaera horrek agerian jartzen du uhinen hedapena lerro zuzenari dagokiona baino konplexuagoa dela.

grafikoak1

Uhin bat irekigune batetik igarotzean gertatzen den difrakzioa

XIX. mendean, Fresnelen esperimentuek frogatu zuten argiaren hedapenak ez duela ibilbide zuzenaren legea betetzen, eta irekigune zein oztopoen bitartez behatu zuen ilun zeudela argi egon beharko luketen puntuak, eta alderantziz. Horrek zeharo indartu zuen argia uhina delako tesia. Asko kostatu zen argiaren izaera ondulatorioa agerian jartzea, bere uhin-luzera mikrometro baten ordenakoa delako, eta, beraz, erabil behar diren oztopo edo irekiguneen tamainak oso txikiak izan behar dutelako portaera ondulatorio hori nabarmentzeko.

Soinuaren kasuan, uhin-luzera metroen ordenakoa denez, difrakzio-fenomenoak oso agerian geratzen dira egunoroko bizitzan; adibidez, soinuak leiho, ate edo edozein irekigune zeharkatzean, oso zeharrean bada ere, uhinaren seinalea ez-nulua da.

XIX. mendean zehar garatu zen uhin eskalarren (soinua, adibidez) teoria nagusia, eta teoria eskalar horrek ondo jasotzen ditu uhin bektorialen (elektromagnetikoak, adibidez) difrakzioaren ezaugarri nagusiak baldintza nahiko orokorretan. Teoria hori Huyghens-Fresnelen printzipioan dago oinarrituta: uhin-frontearen puntu guztiak berak ere uhin-igorle puntualtzat har daitezke. Hori horrela kontsideratuta, difrakzioa uhin-kopuru infinituaren interferentzia da. Teoria horren oinarrizko ondorioak Fresnel-Kirchhoff delako integralean laburbiltzen dira, eta hori, horren formulazio baliokideak edo deribatuak gaur egun ere sarri erabiltzen dira difrakzio ikerketetan, adibidez, laser erradiazioaren hedapenean, laserraren barnean edo kanpoan, zuntz optikoetan eta beste hainbatetan.

Mekanika kuantikoak dioenez, partikula mikroskopikoek ere uhin bat dute elkartuta (materia-uhinak), eta, beraz, difrakzio-fenomenoak izaten dituzte, elektroien difrakzioa, neutroien difrakzioa eta abar. Kasu horietan, oztopo edo irekiguneen tamainak are txikiagoa izan behar du, uhin horien uhin-luzera askoz motzagoa delako —sare kristalinoen tamainakoa edo txikiagoa—, eta, horregatik, uhin horien difrakzioa materiaren egitura ikertzeko erabiltzen da.

grafikoak2

Argiak hexagono-formako irekigune batetik igarotzean sortutako difrakzio-eredua