Diffraktiossa valo taipuu

Tarkastellaan diffraktiota valoaallon tapauksessa. Kun valon tielle asetetaan kappale, esimerkiksi kapea rako, sen kulkuun vaikuttaa kyseinen objekti. Terävä reuna tai kapea rako (suuruusluokka valon aallonpituuden suuruusluokkaa) toimii valoaaltoa selvästi taittaen.

Interferenssikoe

Kokeessa kannattaa käyttää laser-valoa, sillä se on monokromaattista ja koherenttia. Laser-valo suunnataan hilaan tai kaksoisrakoon. Tällöin varjostimella havaitaan punaisia pisteitä: intensitettien maksimikohtia ja vastaavasti tummia kohtia, joissa valoaallot ovat vastakkaisissa kohdissa ja näin sammuttavat toisensa. Kirkkaissa kohdissa valoaallot ovat samassa vaiheessa ja vahvistavat näin toisiaan.

Varjostimella havaitaan intensiteettimaksimi, jos kahdesta eri raosta varjostimen pisteeseen P piirettyjen janojen matka-aro on aallonpituus tai sen monikerta: tällöin aallot ovat samassa vaiheessa. Kokeellisesti voidaan puolestaan mitata näiden valonsäteiden välinen kulma (alfa) mittaamalla hilan ja varjostimen etäisyys sekä keskimmäisen intensiteettimaksimin etäisyys pisteestä P (joka on kertalukua k, esim. kuvassa näkyvät kertaluvut k=2, k=1, k=0, k=1, k=2). Saadaan siis trigonometrinen funktio sin (diffraktiokulma), ja matkaero on em. funktion tulo rakojen välisen etäisyyden kanssa:

Tehtävä 1