Obserwując promienie słoneczne wpadające do zakurzonego pomieszczenia stwierdzamy, że światło rozchodzi się po liniach prostych. Czy tak jest w każdych okolicznościach? W XVII wieku Włoch Francesco Maria Grimaldi zauważył, że po umieszczeniu na drodze wiązki światła cienkiego pręta, cień na ścianie jest cieńszy niż sam pręt, a ponadto granice cienia są lekko rozmyte i otoczone tęczowymi prążkami. Wnikanie światła w obszar geometrycznego cienia, w wyniku ugięcia na przeszkodzie nazywa się zjawiskiem dyfrakcji światła.

Pierwsze ze zdjęć dodanych poniżej to składanka pokazująca obraz dyfrakcyjny światła przepuszczonego przez szczelinę dla różnych jej szerokości. Światło użyte w tym eksperymencie było wydzieloną częścią widma światła białego rozszczepionego pryzmatem. Obrazy składające się na to zdjęcie ułożone są w kolejności odpowiadającej wzrastającej szerokości szczeliny (poczynając od bardzo wąskiej szczeliny, dla której dało się zarejestrować obraz).

Na drugim zdjęciu widać obraz dyfrakcyjny światła białego przepuszczonego przez wąską szczelinę.

Kolejne zdjęcie przedstawia obraz obserwowany na ścianie po przejściu światła, emitowanego przez wskaźnik laserowy*, przez przeszkodę w postaci żyletki. Ściana w roli ekranu znajdowała się w odległości kilku metrów od przeszkody.

Ostatnie ze zdjęć służy do porównania wyników przepuszczenia światła monochromatycznego, którego źródłem był wskaźnik laserowy przez pojedynczą i podwójną szczelinę.

Pokazując, że światło ulega zjawiskom falowym, dyfrakcji i interferencji oraz polaryzacji poświadczamy falową naturę światła. Chyba u każdego kto zaobserwuje dyfrakcję światła budzi ona zdumienie tak jak u Grimaldiego. Wynika to z faktu, że na co dzień nie dostrzegamy takich efektów. Jak pokazuje doświadczenie obraz dyfrakcyjny z wyraźnymi prążkami otrzymamy przepuszczając światło i to najlepiej monochromatyczne przez wąską szczelinę. Wąską szczelinę to znaczy w tym przypadku szczelinę o szerokości porównywalnej z długością fali świetlnej czyli mniej niż tysięczna milimetra.

Dla szerokich szczelin dyfrakcja przestaje dominować , staje się niedostrzegalna i wtedy rozchodzenie się światła opisujemy jako bieg promieni świetlnych po liniach prostych. Dział optyki zajmujący się takimi przypadkami nazywamy optyką geometryczną. Optyka geometryczna to najstarsza część optyki. Wnikaniem w falową naturę światła zajmuje się optyka falowa, za której nieformalny początek można przyjąć spostrzeżenia Grimaldiego dodając, że ścisły opis teoretyczny zjawiska interferencji jako pierwszy podał Thomas Young w 1801 roku.

* Uwaga! Używając lasera zachowaj szczególną ostrożność. Nie wolno kierować promienia lasera bezpośrednio w oczy ludziom oraz zwierzętom. Ogranicz również do niezbędnego minimum patrzenie boczne na wiązkę lasera i miejsca, na które pada wiązka lasera. Korzystając z aparatu fotograficznego zachowaj ostrożność w ten sam sposób aby zapobiec jego uszkodzeniu.

Powrót