Valët mund të mbështjellin skajet e pengesave. Nëse madhësia e pengesës është e krahasueshme me gjatësinë e valës, atëherë, duke u përkulur rreth pengesës, vala mbyllet pas pengesës. Për shembull, nëse një degë del nga uji në një pellg. Le të krijojmë një valë duke hedhur një gur në ujë. Kjo valë do të rrotullohet rreth degës që del nga uji dhe do të përhapet pas saj sikur dega të mos ishte aty. Sidoqoftë, nëse madhësia e pengesës është më e madhe në krahasim me gjatësinë e valës, atëherë përkulja nuk do të ndodhë dhe një "hije" do të formohet pas pengesës. Çdo lloj valë mund të përkulet rreth pengesave (valë të lehta, valë zanore, valë mekanike, etj.).

PËRKUFIZIM

Difraksioni i valës quaj dukurinë e devijimit të valës nga përhapja drejtvizore dhe lakimi i valës rreth një pengese.

Gjatë difraksionit, sipërfaqja e valës është e lakuar në skajet e pengesës. Difraksioni është veçanërisht i theksuar nëse dimensionet e pengesës janë të krahasueshme me gjatësitë valore.

Fenomeni i difraksionit mund të shpjegohet duke përdorur parimin e Huygens-it, pasi çdo pikë në fushën valore duhet të konsiderohet si një burim i valëve dytësore që përhapen në të gjitha drejtimet, duke përfshirë rajonin e hijes gjeometrike të pengesës. Historikisht, fenomeni i difraksionit filloi të studiohej në optikë, duke studiuar vetitë e dritës.

Difraksioni i dritës. Dispozitat themelore të teorisë së Fresnel-it

Difraksioni i dritës është një paketë dukurish që lidhen me natyrën valore të dritës, e cila mund të vërehet kur ajo përhapet në një substancë me inhomogjenitete të theksuara. Dukuritë që konfirmojnë fenomenin e difraksionit të valës së dritës: devijimi i dritës nga përhapja drejtvizore kur kalon nëpër vrima në ekranet opake, duke u përkulur rreth kufijve të trupave opake.

Duke marrë parasysh difraksionin e dritës, Fresnel parashtroi një sërë dispozitash që pranohen pa prova dhe përbëjnë parimin Huygens-Fresnel:

Fresnel propozoi metodën e tij për ndarjen e sipërfaqes së valës në zona, të cilat ndihmojnë në thjeshtimin e zgjidhjes së problemeve.

Me rastin e zgjidhjes së problemeve dallojnë: difraksionin në rrezet konvergjente (Difraksioni Fresnel) dhe difraksionin në rrezet paralele (Difraksioni Fraughofer).

Shembuj të zgjidhjes së problemeve

SHEMBULL 1

SHEMBULL 2

Për shkak të pengesës, ju mund të dëgjoni tingullin, dhe duke parë diellin përmes qerpikëve tuaj, mund të shihni njolla ylberi. Këto dukuri mund të kuptohen duke përdorur teknikë e dobishme O. J. Fresnel. Metoda e zonës Fresnel konsiston në faktin se çdo front i valës është i ndarë mendërisht në seksione (zona), distancat nga të cilat deri në pikën në studim. M ndryshojnë nga X/2(Fig. 8.8), dhe përdoren tre pozicione:

• 1) intensiteti i rrezatimit nga zonat sipërfaqe të barabartë të barabartë;
• 2) intensiteti është maksimal në drejtim normale në sipërfaqen e zonës, dhe në drejtime > l/2 ndaj saj është e barabartë me zero (në kënde të ndërmjetme ka vlera të ndërmjetme);
• 3) intensiteti i rrezatimit hapur Zonat e sipërfaqes së valës nuk varen nga prania e zonave të mbuluara nga ekranet.

Duke hequr ndarjen A, L 2 (shih Fig. 8.3), marrim një hendek të madh (Fig. 8.9, A).

Oriz. 8.9

Meqenëse lëkundjet nga zonat fqinje vijnë në pikë M V antifazë, Kjo

Ku A v A 2,... - amplituda e lëkundjeve në pikën M, të ngacmuara nga zonat e para, të dyta dhe vijuese të frontit të valës. Nga formulat e gjeometrisë për segmentet sferike rezulton se sipërfaqet e të gjitha zonave të Fresnel janë afërsisht të barabarta. Në të njëjtën kohë, këndi a, (shih Fig. 8.9, A) ndërmjet normales në sipërfaqen e zonës dhe drejtimit drejt pikës M rritet me numrin i zonat, d.m.th. zvogëlohet intensiteti i rrezatimit. Që nga vlera Xështë shumë i vogël (numri i zonave të dukshme nga pika M është shumë i madh), atëherë i vogël është edhe hapi i argumentit a i varësisë A(a). Prandaj mund të supozojmë A i= (D_ 1 + A j+])/2. Duke e zëvendësuar këtë shprehje me formulën (8.19), marrim

Meqenëse shprehjet në kllapa janë të barabarta me zero, rezultati varet vetëm nga numri i zonave të hapura. Nëse ajo madje, Kjo A = (A (+ L nga _,)/2 - Një t, d.m.th. marrim njollë e errët, dhe nëse i çuditshëm, pastaj L = (^ + Dhe w)/2 është një pikë e ndritshme. Në veçanti, nëse vetëm një zonë qendrore përshtatet në vrimë, atëherë A = A v që është dy herë më shumë se nga burimi i hapur!

Ndërsa ekrani zhvendoset nga boshti S 0 M(shih pikën K në Fig. 8.9, A) numri i zonave të vëzhguara do të jetë çift ose tek. Prandaj, ndonjëherë shfaqen vija të errëta dhe nganjëherë të lehta.

PYETJE. Si do të ndryshojë fotografia në ekran nëse zonat qendrore të sipërfaqes së valës mbyllur diafragma D(Fig. 8.9, 6)1

PËRGJIGJE. Në përputhje me pozicionin e tretë Fresnel, amplituda e lëkundjeve në pikë M ekrani E është ende i përcaktuar nga shprehja (8.20), ku A x - amplituda hapet fillimisht zonave. Kjo do të thotë: pavarësisht pranisë së një diafragme, në pikë M duhet të ketë ende një pikë të ndritshme, e cila është e qartë bie ndesh me optikën gjeometrike Sidoqoftë, kjo konfirmohet nga eksperimenti: drita duket se përkulet rreth diafragmës!

Dukuria e përkuljes së valëve rreth pengesave në vendet e johomogjenitetit të mprehtë të mediumit quhet difraksion.

Siç mund ta shohim, difraksioni është rezultat i ndërhyrjes fusha të ndryshme balli i valës në rajonin e hijes gjeometrike. Si të tjerët dukuritë e valës, difraksioni nuk varet nga natyra e valëve - valët në sipërfaqen e ujit dhe valët e zërit përkulni rreth pengesave ashtu si drita.

Është më i përshtatshëm të përdoret difraksioni për të analizuar dritën banesë valët, të quajtura difraksioni Fraunhofer - por emri fizikan gjerman J. Fraunhofer (1787-1826).

Lëreni në diafragmë D me gjerësi të çarjes b dhe gjatësia l^>b një valë e rrafshët shtyn (Fig. 8.10). Rezultati i vëzhgimit të tij në një kënd (p në normal) varet nga numri i zonave Fresnel në një pjesë të frontit të valës me gjerësi. b.

NË në këtë rast analiza thjeshtohet nga fakti se zonat nuk kanë vetëm të njëjtën zonë, por edhe të orientuar në të njëjtin kënd me vëzhgues. Siç vijon nga Fig. 8.10, ndryshimi në rrugën e rrezeve përcaktohet nga numri

zona të hapura: N= -- = ^. Kur edhe N në drejtimin f vëren-

K/ 2 K/2

kur intensiteti është minimal, dhe kur është tek, intensiteti është maksimal:

Oriz. 8.10

Për A të ndryshme, maksimumi dhe minimumi formohen nën kënde të ndryshme, dhe shenjat “±” shkaktohen nga fakti se këndi (p matet në të dy anët e normales me diafragmën dhe ekranin. Një lente vendoset midis diafragmës dhe ekranit duke mbledhur rrezet paralele. Si rezultat , në ekran shfaqen vija maksimale dhe vija minimale të intensitetit.

Numri T në formulën (8.21) quhet rendi i maksimumit ose minimumit të difraksionit. Me rritjen T për shkak të rritjes (p, intensiteti i rrezatimit të zonave dhe, në përputhje me rrethanat, maksimumi zvogëlohet. Në cp = 0 nuk ka asnjë ndryshim të rrugës midis rrezeve, dhe për këtë arsye për të gjitha A shfaqet një maksimum i rendit zero, megjithatë, pozicioni i minimumit më të afërt tashmë varet nga A. Prandaj, nëse e ndriçoni të çarën të bardhë dritë, skajet e maksimumit qendror kanë një ngjyrë ylberi.

Drita që kalon përmes çarjes në diafragmë përqendrohet kryesisht në maksimumin qendror.

PYETJE. Sa është gjerësia këndore e saj?

PËRGJIGJE. Siç vijon nga formula (8.21), ai kufizohet nga pozicioni i minimumit më të afërt: sin (p min = ± А /b. Ky kënd në të dy anët e normales përcakton divergjencën e difraksionit të rrezes.

Hendeku mund të ketë forma të ndryshme. Për shembull, në një vrimë të rrumbullakët me një diametër d modeli i difraksionit në ekran ka të njëjtën pamje, por marrëdhëniet sasiore ndryshon pak: sinq> min = ±1,22A/6. Ky raport përcakton, në veçanti, karakteristikat e lenteve të rrumbullakëta dhe të rrumbullakëta emetuesit. Në të vërtetë, nëse në vend të një vrime përdorim një emetues me të njëjtën formë, atëherë pjesa e përparme e valës në rrafshin e emetuesit nuk ndryshon nga balli i valës në vrimë. Prandaj, gjatë rrugës për në ekran, modeli i valës mbetet i njëjtë. Prandaj, energjia kryesore e një emetuesi të diskut, për shembull një sonar, gjendet në divergjencën e difraksionit të rrezes së tij.

Që modeli i difraksionit të jetë i qartë, është e nevojshme që maksimumet ngjitur të mos bashkohen. Siç vijon nga formula (8.21), kur b- 3? Një cp min - 5 ? l/2, d.m.th. i gjithë ekrani ndriçohet nga maksimumi qendror dhe kur b A

b ~ A. Ky është kushti bazë për difraksion: dimensionet e ekranit ose johomogjenitetit të vrimës duhet të jenë në përpjesëtim me gjatësinë e valës. Për shembull, gjatë komunikimeve radio në mjediset urbane (përfshirë përdorimin e siguresave të radios), zgjedhja e frekuencave të sinjalit diktohet jo vetëm nga reflektimi nga ndërtesat dhe strukturat, por edhe nga difraksioni.

Me difraksionin Fraunhofer, pak dritë kalon nëpër një çarje në ekran, dhe për këtë arsye detajet e figurës janë dobët të dukshme. Prandaj, është më mirë të kryhet difraksioni në shumëçarje, dhe drita prej tyre përmblidhet (duke përdorur një lente). Për këtë qëllim, Fraunhofer shpiku një grilë difraksioni, një sistem me çarje identike paralele të vendosura në distancë të barabartë nga njëri-tjetri. Është bërë duke aplikuar goditje të errët në një bazë transparente. Sa më shumë linja dhe sa më afër të jenë me njëra-tjetrën, aq më e mirë është grila si analizues. Në një farë mase i afrohen qerpikët dhe rrjetat e kobures. Në grilat moderne, mijëra rreshta aplikohen për milimetër.

Nëse Aështë gjerësia e goditjes opake, dhe b- gjerësia e të çarës transparente, pastaj (I = A + b quhet periudha e rrjetës (Fig. 8.11). Nga ndërtimi në Fig. 8.11 është e qartë se ndryshimi i rrugës D L ndërmjet rrezeve paralele që dalin nga të çarat ngjitur është t/simp.

Oriz. 8.11

Nëse është e barabartë me një numër të plotë X, atëherë shfaqet një maksimum me intensitet më të madh, aq më shumë të çara ka. Kështu, kushti për marrjen e maksimumit kryesor të difraksionit

Ku n- renditja e maksimumit kryesor. Nëse cp nuk e plotëson kushtin (8.22), atëherë koincidenca e fazës mund të "akumulohet" përmes një numri të caktuar çarjesh dhe të çojë në shfaqjen e një maksimumi anësor. Intensiteti i tij është natyrisht më i vogël se ai kryesor, pasi në formimin e tij përfshihen më pak çarje. Midis maksimumeve anësore ka minimale anësore (grilat e difraksionit studiohen në praktikën laboratorike).

Nga formula (8.22) rezulton se për të ndryshme X maksimumi vërehet në kënde të ndryshme, kështu që grila e difraksionit përdoret si analizues i përbërjes së rrezatimit - një spektrograf difraksioni. Tek linjat ngjitur X Dhe X + Oh ishte e mundur të dallohej, maksimumi i një rreshti nuk duhet të jetë më afër maksimumit të asaj fqinje sesa minimumi i saj (kriteri Rayleigh). Madhësia e raportit X/AH quhet rezolucioni i një pajisjeje spektrale.

Një grilë difraksioni mund të mendohet gjithashtu si modeli më i thjeshtë strukturë e renditur e materies. Nëse formohet një alternim i rregullt i çarjeve përgjatë dy koordinatave, marrim një rrjetë dydimensionale në të cilën kushtet (8.22) zbatohen përgjatë secilës prej koordinatave. Nëse grilat (rrjetet) dydimensionale janë "të grumbulluara", atëherë marrim një grilë difraksioni hapësinor tredimensionale, ku i njëjti kusht (8.22) i shtohet një koordinate më shumë. Media të tilla ekzistojnë në formën e kristaleve të vetme të ngurta(shih paragrafin 4.9). Meqenëse periudhat e grilave të tyre janë -10 9 -10 10 m, diapazoni optik është i papërshtatshëm për marrjen e difraksionit - vetëm rrezet x. Maksimumi i modelit të difraksionit të përftuar në raste të tilla kanë formën e një sistemi pikash, pozicioni i të cilit përmbush njëkohësisht tre kushte të formës (8.22). Duke deshifruar figurën që rezulton, mund të merret informacion për periudhat e rrjetës, d.m.th. për strukturën e materies. Kjo analizë e difraksionit me rreze X përdoret gjerësisht në fizikën e gjendjes së ngurtë.

Dukuritë valore të natyrës materiale dhe fushore janë jashtëzakonisht të përhapura në natyrë. Pavarësisht diversitetit të tyre, të gjitha ekspozojnë tipare të përbashkëta dhe përshkruhen nga të njëjtat ligje të fizikës. Difraksioni i valës është një nga këto dukuri. Kjo pronë universale, e natyrshme në valët e çdo origjine, dhe këtu do t'i kushtojmë vëmendje disa prej aspekteve të saj, në veçanti se si manifestohet dhe çfarë roli luan në të ndryshme proceset fizike.

Thelbi i fenomenit

NË në një kuptim të gjerë difraksioni i valës është tërheqja e një vale që përhapet në hapësirë procesi oscilues nga një sërë parimesh që përbëjnë bazën optika gjeometrike. Këto përfshijnë postulate që pohojnë përhapjen drejtvizore dhe të pavarur të rrezeve dhe shtimin e ndriçimit ndërsa ato konvergojnë.

Në një kuptim të ngushtë, tradicional, difraksioni kuptohet si përkulja e një valë rreth çdo pengese. Kur ajo devijon nga rrugë e drejtë pranë një pengese, nëse dimensionet e saj janë të krahasueshme me gjatësinë e valës, sipërfaqja e frontit të valës është e lakuar, për shkak të së cilës vala bie në rajonin e hijes gjeometrike të krijuar nga pengesa. Për shembull, valët akustike udhëtojnë lirshëm rreth një trungu peme, sepse gjatësia e tyre është e krahasueshme me trashësinë e trungut, ndërsa valët e dritës mund të depërtojnë vetëm në një zonë të vogël të hijes së krijuar nga pema.

Ekziston një marrëdhënie e thjeshtë që ju lejon të vlerësoni fuqinë e efektit të difraksionit. Gjatësia e valës λ në këtë marrëdhënie lidhet me gjerësinë e frontit të valës d të kufizuar nga pengesa: λ/d. Natyrisht, difraksioni është më i theksuar sa më i shkurtër balli i valës dhe aq më i gjatë vala.

Parimi i Huygens

Një përshkrim se si një valë ndryshon drejtimin gjatë difraksionit është dhënë nga parimi i Huygens. Ai e sheh lëvizjen e një valë si ngacmim të vazhdueshëm të valëve dytësore në çdo pikë të arritur nga fronti i valës lëvizëse. Nëse një valë ndeshet me një pengesë, për shembull, një ekran me një vrimë që kufizon gjerësinë e pjesës së përparme të saj, atëherë ky seksion mund të përfaqësohet gjithashtu si një grup burimesh të valëve dytësore sferike (karakteristike të një mediumi izotropik).

Vija që mbështjell sipërfaqet e këtyre valëve do të përkulet më shumë madhësi më të vogël vrima në ekran. Drejtimet përgjatë të cilave përhapen valët janë normalet e kësaj linje, lakimi i së cilës bën që ato të ndryshojnë. Rrjedhimisht, ndërsa madhësia e vrimës zvogëlohet, vala lëviz më tej në hijen gjeometrike.

Ndërhyrja e valëve kur ato devijohen

Parimi i Huygens-it nuk na tregon asgjë për intensitetin e valës difraktuese, pasi ai nuk trajton pyetjen se çfarë ndodh me amplituda e saj. Një shtesë përkatëse u bë nga O. Fresnel, duke vënë në dukje faktin e ndërhyrjes së valëve dytësore. Sipas parimit Huygens-Fresnel, valë të tilla janë koherente, dhe amplituda dhe faza e tyre janë proporcionale me ato të valës që bie në pengesë. Modeli i valës gjatë difraksionit është rezultat i mbivendosjes (superpozicionit) të këtyre valëve dytësore, domethënë jep një efekt ndërhyrjeje.

Nëse vëzhgojmë dritën, atëherë kur ajo është difraksion në pikën e vëzhgimit (në një ekran të veçantë të vendosur në një distancë nga pengesa), do të jetë i dukshëm një sistem karakteristik i maksimumit dhe minimumit të alternuar të amplitudës. Kështu, ndërhyrja valore dhe difraksioni janë fenomene të lidhura pazgjidhshmërisht.

Zonat Fresnel

Fresnel e zgjidhi problemin e ndërhyrjes duke e ndarë sipërfaqen e frontit të valës në të ashtuquajturat zona gjysmëvalore. Këto janë zona, kufijtë e të cilëve janë të largët nga vëzhguesi në distanca që ndryshojnë me gjysmën e gjatësisë së valës që bie në pengesë. Është e qartë se valët dytësore që dalin nga zonat fqinje lëkunden në antifazë dhe për këtë arsye anulojnë njëra-tjetrën. Në të njëjtën kohë, amplituda e valëve të ngacmuara nga burime të ndara nga një zonë Fresnel, përkundrazi, shtohen. Rezultati është një model i valës së ndërhyrjes.

Këndi ndërmjet drejtimit drejt vëzhguesit dhe normales në pjesën e përparme të valës së rënë ka një rëndësi të madhe. Sa më i madh të jetë, aq më e vogël bëhet amplituda, dhe për rrjedhojë edhe intensiteti.

Difraksioni i valëve elektromagnetike

Këto valë, të cilat nuk janë dridhje të grimcave të ndonjë mediumi material, por përhapje e shqetësimeve fushë elektromagnetike, janë plotësisht të ekspozuar ndaj fenomenit me interes për ne. Valët elektromagnetike karakterizohen jashtëzakonisht gamë të gjerë gjatësitë, prandaj difraksioni i tyre ndryshon shumë për sa i përket kushteve dhe manifestimit.

Kështu, valët e radios shmangen nga pengesa të mëdha. Është i njohur fenomeni i difraksionit të valëve të gjata të radios nga lakimi, për shkak të të cilit ato janë në gjendje të përkulen rreth konveksitetit të tij. Por me valë të shkurtra rrezatimi me rreze x difraktohet vetëm në objekte shumë të vogla, siç janë elementët grila kristalore- molekulat dhe atomet.

Le t'i hedhim një vështrim më të afërt diapazoni optik, për shkak të qartësisë së figurës, është i përshtatshëm për të studiuar difraksionin e valës.

Difraksioni i dritës nga pengesa të ndryshme

Në rastin e një pengese lineare (mund të jetë një qime, një fije, një ekran me hendek i ngushtë ose skaj i drejtë i ekranit), modeli i difraksionit duket si vija paralele të lehta të alternuara me ato të errëta. Zonat e lehta korrespondojnë me amplituda maksimale e lëkundjeve, zonat e errëta lindin ku valët dytësore ndërhyrëse anulojnë njëra-tjetrën.

Kur valë e lehtë kalon nëpër vrimë formë e rrumbullakët, rezultati i difraksionit duket si një sistem unazash koncentrike. Pamja e saj përcaktohet nga numri i zonave Fresnel që bien brenda seksionit kryq të vrimës. Nëse është çift, atëherë qendra e modelit të difraksionit është e errët nëse ka një numër tek zona, ajo do të jetë e lehtë.

Nëse vëzhgojmë devijimin e valëve të dritës në një disk ose top, një maksimum i amplitudës së dritës pothuajse gjithmonë do të shfaqet në qendër, me përjashtim të rasteve kur pengesa është shumë e madhe dhe mbulon shumë zona Fresnel.

Një manifestim interesant i difraksionit është edhe zbërthimi i valëve përgjatë spektrit. Nëse ndriçoni një pengesë me dritë të bardhë (d.m.th., jo monokromatike), atëherë unazat koncentrike marrin një ngjyrë shumëngjyrëshe.

Sjellja e difraksionit të një vale mekanike

Shumë e lehtë për tu vëzhguar difraksioni valët mekanike në sipërfaqen e një rezervuari kur valët përkulen rreth çdo pengese që del nga uji - një gur, një copë druri, etj. Nëse instaloni një ndarje me një vrimë të vogël në rrugën e valëve, mund të shihni qartë një ndryshim në forma e frontit të valës: do të ndryshojë nga hendeku valë rrethore si nga burim pikë. Në madhësive të mëdha Pjesa e përparme e valës përkulet vetëm në skajet e çarjes, duke e lejuar atë të depërtojë në hapësirën e mbyllur nga ndarja.

Valët akustike janë gjithashtu valë mekanike. Për shkak të difraksionit, tingulli "anashkalon", për shembull, qoshet e ndërtesave, skajet e mureve në hapjet e dritareve dhe dyerve dhe pengesa të tjera. Efektet e difraksionit në akustikë përfshijnë pjesërisht një fenomen të tillë si reverberimi ose tingulli pasues, i cili manifestohet në sonar. Ky tingull që zbehet gradualisht shkaktohet nga difraksioni. valë akustike, duke u përhapur në ujë, në reliev të pabarabartë të fundit ose në johomogjenitete të tilla si flluskat e ajrit në vetë ujin.

Difraksioni i grimcave

Grimcat elementare- elektronet, protonet, neutronet janë objekte kuantike që në disa procese shfaqin vetitë e valës. Sjellja e tyre përcaktohet nga valët kuantike të probabilitetit mekanik (valët de Broglie), të cilat përjetojnë difraksion në të njëjtën mënyrë si valëzimet në ujë, zë ose dritë. Në lidhje me grimcat, difraksioni i valës shpërndahet predha elektronike ose bërthamave atomike.

Modeli i difraksionit nga shpërndarja e një rreze elektronike në kristalet e nikelit u mor për herë të parë në 1927 nga K. Davisson dhe L. Germer, dhe në 1948 fizikantët sovjetikë V. Fabrikant, L. Biberman dhe N. Sushkin vërtetuan eksperimentalisht se natyra valore është karakteristike jo vetëm për rrezet e grimcave, por edhe për elektronet e vetme.

Mbi rolin e difraksionit

Këtu janë disa shembuj të ndritshëm negative dhe rol pozitiv këtë fenomen në fusha të ndryshme.

Difraksioni i dritës imponon një kufizim themelor në rezolucionin sistemet optike, duke mos ju lejuar të merrni imazh i qartë objekte shumë të largëta ose të vogla. dhe ekografia ndërhyn në funksionimin e pajisjeve hidroakustike. Në rastin e valëve të radios, ky fenomen mund të shkaktojë rënie të sinjalit - "zbehjen" e valës së radios për shkak të difraksionit nga retë - dhe të pengojë transmetimin e drejtuar të radios ose funksionimin e radarit.

Megjithatë, edhe dukuritë e difraksionit sjellin përfitim i madh. Kështu, ndarja e frekuencës së rrezeve të dritës që ato shkaktojnë përdoret në spektroskopi, ku krijohen të veçanta për këto qëllime. grilat e difraksionit, duke bërë të mundur studimin e veçorive të strukturës së imët të spektrit. dhe elektronet në kristale dhe molekula u bënë baza e analizës së difraksionit me rreze X dhe elektronografisë - metoda për studimin e strukturës së materies, të përdorura gjerësisht në shkencë, mjekësi dhe prodhim. NË mikroskop elektronik Përdoret gjithashtu difraksioni i rrezeve elektronike nga mikroobjektet.

Difraksioni i valës është një fenomen që është universal në natyrë. Kjo rrethanë shpjegon rëndësinë që ka në shumë procese, si dhe shumëllojshmërinë e mënyrave për ta përdorur atë.

nëse vendosni z=ct, pra lidhni sistemin e referencës me një valë lëvizëse që përkon në këtë moment t=0 me avion z=0, në të cilën ka një ekran me një vrimë. Kur një valë e rrafshët me amplitudë njësi ( A=1)bie në një ekran me një vrimë (Fig. 4 dhe 5), atëherë nëse marrim amplituda direkt pas vrimës si e barabartë me një, dhe pas ekranit - e barabartë me zero, do të ketë një përhapje të amplitudës përgjatë frontit të valës ndërsa lëviz më tej, e ngjashme me difuzionin e zakonshëm ose përçueshmërinë termike (në figurë kjo është paraqitur me vija vertikale, trashësia e të cilave ndryshon në pjesën e përparme të valës). Llogaritja e një përhapjeje të tillë duke përdorur ekuacionet (1) dhe (2) jep rezultate që përkojnë me formulat e përafërta të valës dinamike Fresnel. Koeficienti imagjinar D, duke çuar në ngjashmërinë e ekuacionit (2) me jo-stacionarin ekuacioni i Shrodingerit në , do të thotë se difuzioni i amplitudës komplekse A ndodh me një zhvendosje fazore, si rezultat i së cilës moduli i amplitudës është i mundur në shpërndarjen përgjatë frontit të valës. Metoda e paraqitur bën të mundur zgjidhjen e problemeve që nuk mund të zgjidhen në bazë të metodës Fresnel, për shembull. problemi i përhapjes së valëve mbi një sipërfaqe thithëse x=0, e karakterizuar nga një sipërfaqe izotropike , kështu që gjendja kufitare në këtë sipërfaqe ka formën , ku . Kur një valë fillimisht rrëshqet përgjatë një rrafshi ideal reflektues (Fig. 6), ku g=0 , pastaj kalon një seksion të caktuar z 1 , ku ka thithje (>0 g A), D.v. manifestohet në faktin se amplituda e valës