Mi az elhajlási hullám?

Az optikában az eltérítési hullám az optikai hullám egy fajtája, amely akkor keletkezik, amikor egy terjedő fényhullám akadályba vagy folytonossági hiányba ütközik útjában. Ez a fizikai jelenség akkor következik be, amikor egy fénysugár olyan tárggyal találkozik, amely a fénysugarak elhajlását vagy eredeti terjedési irányuktól való eltérését okozza. A jelenség hátterében a fény elektromágneses hullámai és a tárgy anyagi tulajdonságai közötti kölcsönhatás áll.

Így keletkeznek az elhajlási hullámok:

Amikor egy fényhullám becsapódik egy tárgyba, a fény egy része visszaverődik, egy részét továbbítja, és egy részét a tárgy elnyeli. A visszavert, áteresztett vagy elnyelt fény mennyisége az objektum tulajdonságaitól függ, például a törésmutatójától, az elnyelési együtthatójától és a felületi érdességtől.

Ahogy a fényhullám kölcsönhatásba lép a tárggyal, annak hullámfrontja (az állandó fázis felülete) torzul. Ez a torzítás hatására a fénysugarak elhajlanak vagy eltérnek eredeti útjukról. Az elhajlás mértéke a tárgy tulajdonságaitól és a fény hullámhosszától függ.

A tárgy által keltett elhajlási hullámok mintázata úgy figyelhető meg, hogy a tárgy mögé egy képernyőt helyezünk, és egy koherens fényforrással, például lézerrel megvilágítjuk. Az eredményül kapott minta a képernyőn megmutatja az eltérített hullámfrontokat, amelyek információt szolgáltathatnak az objektum alakjáról, méretéről és szerkezetéről.

Az eltérítési hullámokat általában különféle optikai alkalmazásokban használják, beleértve:

Képalkotás és mikroszkópia:Az eltérülési hullámokat a képalkotó rendszerekben használják a tárgyak részletes képeinek rögzítésére az eltérített fényhullámok érzékelésével. A mikroszkópiában az eltérítési hullámokat a mikroszkopikus struktúrák nagy felbontású képeinek készítésére használják.

Metrológia:Az eltérítési hullámokat a metrológiában a távolságok, elmozdulások és felületi profilok pontos mérésére használják.

Holografikus technikák:Az eltérítő hullámok döntő szerepet játszanak a holográfiában, ahol háromdimenziós képek létrehozására használják őket az eltérített hullámfrontok rögzítésével és rekonstruálásával.

Optikai csapdázás és manipuláció:Az eltérítési hullámok mikroszkopikus részecskék, sejtek és egyéb tárgyak befogására és manipulálására használhatók a fény eltérítésének szabályozásával.

Az eltérítési hullámok megértése értékes betekintést nyújt a fény és az anyag kölcsönhatásába, és lehetővé teszi különféle optikai technológiák és alkalmazások fejlesztését.