Ogib

Izvor: Wikipedija
Skoči na: orijentacija, traži
Prikaz ogiba kada je otvor na zapreci jednak valnoj duljini vala.
Prikaz ogiba kada je otvor na zapreci 5 puta veći od valne duljine vala.
Ogib crvene laserske zrake kroz kružni otvor.
Halo promjera 22° oko Mjeseca.

Ogib ili difrakcija je fizikalna pojava koja nastaje zbog skretanja valova iza ruba zapreke na koju valovi naiđu. Ako, naime, valovi naiđu na neku zapreku kojoj su dimenzije približne duljini vala, zbog ogiba će, u sjeni koju čini zapreka, nastati interferencija valova koji dolaze s jednog i drugoga ruba zapreke. Ogib se zapaža u sjeni svih vrsta valova, na primjer mehaničkih valova (valovi na površini vode, zvučni valovi), elektromagnetskih valova i valova tvari. Uočavanje ogiba svjetlosnih valova prva je eksperimentalna potvrda valne prirode svjetlosti. Ogib je prvi zamijetio talijanski astronom Francesco Maria Grimaldi (1618. – 1663.), a teoriju je utemeljio Augustin Jean Fresnel.

Ako se na put svjetlosnih zraka, koje izlaze iz nekoga točkastoga svjetlosnog izvora, stavi na dovoljnoj udaljenosti tanka žica, ili ako se svjetlost propusti kroz usku pukotinu, na zastoru neće nastati oštra granica između osvijetljenoga dijela zastora i sjene, nego se na rubu sjene zapažaju tamne i svijetle pruge. Te pruge nastaju interferencijom svjetlosnih zraka koje zbog ogiba dolaze s jedne i druge strane zapreke. Ogib svjetlosti na sitnim česticama koje su raspršene u nekom prozirnom sredstvu, na primjer na česticama sitne prašine u zraku, čini da se te čestice zapažaju kao svijetle točkice ako ih se motri sa strane od upadne svjetlosti. Ogib svjetlosti na kapljicama vode, odnosno na sitnim kristalićima leda u atmosferi daje vijenac, odnosno krug oko Sunca i Mjeseca (halo). Zbog ogiba postoji ograničenje u moći razlučivanja optičkih instrumenata. U optičkom instrumentu od točkastog izvora svjetlosti ne nastaje točkasta slika, nego svijetao kružić, oko kojega se nalaze svijetli i tamni kolobari nastali ogibom na ulaznom otvoru instrumenata. Ako su dvije točke predmeta, koji se motri optičkim instrumentom, previše blizu jedna drugoj, zbog nastale slike svijetlih kružića ne može se uočiti radi li se o jednoj ili o dvjema točkama predmeta, to jest postoji ograničenje u razlučivanju detalja. Primjene su ogiba svjetlosti različite, a najznačajnija je primjena kod optičke rešetke za dobivanje spektara. Ogib rendgenskih zraka na kristalu pokazuje da je rendgensko zračenje valne naravi, a s pomoću ogiba rendgenskoga zračenja na različitim kristalima (Laueov difraktogram) može se odrediti smještaj atoma, odnosno iona u kristalu. Ogib elektrona, protona i neutrona na kristalima dokaz je valne naravi čestica, to jest de Broglieve teorije o valovima tvari. [1]

O pojavi[uredi VE | uredi]

Pojava se objašnjava Huygensovim načelom. Do ogiba dolazi kod prostiranja valova svih vrsta elektromagnetskih (svjetlost, Rendgenske zrake, radio valova), zvučnih valova itd. Osim toga difrakcija je potvrđena i kod fizičkih tijela na atomskoj razini, jer i čestice pokazuju valne osobine i u ovom slučaju pojava se može objasniti načelima kvantne mehanike. Iako do difrakcije dolazi kad god val naiđe na prepreku, učinci ogiba su najuočljiviji kada je veličina otvora (prepreke) reda veličine valne duljine vala. Najpovoljnija situacija za promatranje difrakcije je kada val nailazi na prepreku koja ima više bliskih otvora pomenutih dimenzija jer se tada na zaslonu formira difrakcijsko- interferencijska slika uslijed različitih putanja kojima se novonastali valovi prostiru.

Povijest[uredi VE | uredi]

Učinak difrakcije je prvi put detaljno objasnio Francesco Maria Grimaldi koji je pojavi dao ime polazeći od latinske riječi diffringere, što znači “razbiti u komade”. Rezultati do kojih je Grimaldi došao su objavljeni posthumno 1665. Isaac Newton isto je proučavao učinke vezane za difrakciju. Thomas Young je izveo poznati pokus 1803. godine demonstrirajući interferenciju valova na dva bliska otvora. Ovaj pokus mu je pomogao doći do zaključka da se svjetlost prostire kao val, nasuprot tvrdnjama mnogih znanstvenika da svjetlost ima čestičnu prirodu, to jest tvrdnjama da je svjetlost sastavljena od čestica.

Fresnelov ogib[uredi VE | uredi]

Fresnelov ogib je uređaj s kružnim otvorom kojim je Augustin Fresnel proučavao ogib i na temelju toga dao valnoj teoriji svjetlosti Christiaana Huygensa strogi matematički oblik, postavivši integral koji daje iradijanciju figure ogiba u promatranoj točki (Fresnelov integral).

Difrakcija čestica[uredi VE | uredi]

Po kvantnoj teoriji svaka čestica pokazuje i valne osobine. Dakle i čestice mogu interferirati difraktirati poput primjerice zvučnih valova. Zapravo, difrakcija elektrona i neutrona, koja je potvrđena pokusom, bila je bitna pojava za kvantnu mehaniku jer je predstavljala jak dokaz u njenu korist kada su mnogi sumnjali u njenu ispravnost. Valna duljina čestica se naziva de Broglijeva valna duljina i iznosi:

gdje je: h - Planckova konstanta, a p - impuls (masa * brzina čestice za čestice koje se ne kreću brzinama bliskim svjetlosnoj). Za makroskopske objekte ova valna duljina je toliko mala da se slobodno može zanemariti. Atom natrija koji se kreće brzinom od 3 000 m/s ima de Broglijeovu valnu dužinu od 5 pikometara – dakle čak i atomi imaju jako male valne dužine. Osobina čestica da imaju male valne dužine ih čini idealnim za proučavanje kristalnih struktura materijala u čvrstom stanju i velikih molekula poput proteina.

Izvori[uredi VE | uredi]

  1. ogib (difrakcija), [1] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2015.

Povezani članci[uredi VE | uredi]

Vanjske poveznice[uredi VE | uredi]

Logotip Zajedničkog poslužitelja
Na Zajedničkom poslužitelju postoje datoteke na temu: Ogib.