dyfrakcja 

1 

DYFRAKCJA 

 

Fala  przechodząca  przez  otwór  w  przesłonie  ulega 
ugięciu, czyli dyfrakcji. 

 

 

Dyfrakcja  powoduje  poszerzanie  się  wąskich 
wiązek światła.  

 

 

 

dyfrakcja 

2 

DYFRAKCJA 

 
Dyfrakcją,  nazywamy  zespół  zjawisk  związanych  
z  falową  naturą  światła,  które  ujawniają  się  podczas 
rozchodzenia  się  światła  w  ośrodku  zawierającym  silne 
niejednorodności (otwory w przesłonach, krawędzie ciał 
nieprzeźroczystych)  
 

Jeśli  na  drodze  równoległej  wiązki  światła  znajduje  się 
nieprzezroczysta  przeszkoda  z  otworem,  to  na  ekranie, 
umieszczonym  w  pewnej  odległości  od  przeszkody, 
obserwuje  się  pole  świetlne  o  rozmytym  brzegu  
i o średnicy większej od średnicy otworu.  

Pole  to  jest  tym  wyraźniejsze,  im  mniejszy  jest  otwór  
i im większa jest spójność wiązki świetlnej.  

Na  ekranie  oprócz  rozmytego  widoku  pola  otworu, 
występują prążki interferencyjne, zwane dyfrakcjami. 

 

Rozróżnia 

się 

dwa 

rodzaje 

dyfrakcji: 

Fresnela  

i  Fraunhofera,  zwane  również  dyfrakcją  w  bliskim  
i dalekim polu.  

Dyfrakcję 

Fresnela 

obserwuje  się  na  ekranie,  gdy 

odległość ekranu od otworu jest niewielka,  

Dyfrakcję 

Fraunhofera

 gdy odległość jest odpowiednio 

duża, w szczególności nieskończona.. 

 

dyfrakcja 

3 

DYFRAKCJA 

 

       Podstawy  teoretyczne  dyfrakcji  wynikają  z  zasady 
Huygensa.  Głosi  ona,  że  każdy  punkt  powierzchni 
czołowej  fali  świetlnej  jest  źródłem  wtórnych  fal 
sferycznych,  a  postępujące  w  przestrzeni  zaburzenie 
falowe jest wynikiem wzajemnego nakładania się fal.  

 

Ś

cisłe  rozwiązanie  zagadnień  dyfrakcji  np.  równania 

falowego  przy  warunkach  brzegowych  zależnych  od 
rodzaju  przesłon  jest  bardzo  trudne.  Najczęściej 
analitycznie nie jest możliwe. Z tego powodu stosuje się 
metody przybliżone.  

 

POWIERZCHNIA FALOWA 

 

Powierzchnia  falowa,

  (

czoło  fali

)  jest  to  miejsce 

geometryczne  punktów  ośrodka,  w  których  w  danej 
chwili faza ma tą samą wartość.  

 

Każdej  wartości  fazy  odpowiada  rodzina  powierzchni 
falowych.  

 

W przypadku, gdy w ośrodku rozchodzi się krótkotrwałe 
zaburzenie  powierzchnią  falową  nazywa  się  granicę 
między zaburzoną a niezaburzoną częścią.  

 

Powierzchnie  falowe  przemieszczają  się  w  ośrodku  
w  sposób  ciągły,  zwykle  ulegając  przy  tym  zniekształ-
ceniom.  

dyfrakcja 

4 

ZASADA HUYGENSA 

 

Wszystkie punkty czoła fali zachowują się jak punktowe 
ź

ródła elementarnych kulistych fal wtórnych. Po czasie t 

nowe  położenie  czoła  fali  jest  wyznaczone  przez 
powierzchnię styczną do powierzchni fal wtórnych 
 
Zakłada  się,  że  fale  wtórne  biegną  tylko  „do  przodu”, 
czyli  w  kierunkach  tworzących  kąty  ostre  z  kierunkami 
normalnej zewnętrznej do czoła fali pierwotnej. 

 
 

    

 (faza fal wtórnych wyprzedza fazę fali pierwotnej o 

π

/2). 

 

 
 

W  wyniku  dyfrakcji  powstaje  złożony  z  prążków  obraz 
interferencyjny, nazywany 

obrazem dyfrakcyjnym 

 

dyfrakcja 

5 

POJEDYNCZA SZCZELINA 

DYFRAKCJA FRAUNHOFFERA 

 

 
 

  

 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

minima     

∆φ

 =

±

 2m

π     

(

 

m

 = 

1, 2, 3, ...) 

 

 

       

2

2

sin

2

2

0













∆

∆

=

ϕ

ϕ

I

I

 

dyfrakcja 

6 

 DYFRAKCJA FRAUNHOFFERA 

obraz szczeliny

 

 

dyfrakcja 

7 

DYFRAKCJA FRESNELA 

 
gdy nie można pominąć zakrzywienia powierzchni 
falowej fali padającej lub fali ugiętej.  
 

 

okrągły otwór                          nieprzezroczysty krążek 

    

 

dyfrakcja 

8 

ROZDZIELCZOŚĆ 

 

 

 
 

Kryterium Rayleigha –  
centralne maksimum pierwszego obrazu  
pokrywa się z pierwszym minimum drugiego 

 

sin

θ

R

 = 1,22 

λ

 

/d 

 

Im mniejsza długość fali tym większa rozdzielczość.  

 
 
 

rysunki z: 
 D.Halliday, R.Resnick, J.Walker „Podstawy fizyki”, 

tom4,  PWN Warszawa 2003