La Luce come Onde : la Diffrazione

Abstract : In questo post esaminiamo il fenomeno fisico della diffrazione. La diffrazione è un fenomeno fisico associato alla propagazione delle onde, i cui effetti sono rilevanti quando un’onda incontra un ostacolo o una fenditura le cui dimensioni sono comparabili o minori rispetto alla propria lunghezza d’onda.

In accordo col principio di Huygens-Fresnel, dopo che la luce ha attraversato una fenditura, ogni punto della fenditura si comporta come se fosse a sua volta una sorgente di onde circolari e queste onde interagiscono tra loro mediante il fenomeno dell’interferenza. La diffrazione è in effetti l’interferenza tra le diverse parti dell’onda che avviene dopo che l’onda stessa ha incontrato un ostacolo.

Nella figura sotto viene presentata la determinazione matematica della figura di diffrazione sulla base del principio di Huygens-Fresnel :

Setup Sperimentale

Per la rilevazione della figura di diffrazione è stata utilizzata una normale webcam, alla quale è stato rimosso il filtro IR e la lente di focalizzazione. Sul sensore CMOS della webcam è stata proiettata la figura di diffrazione prodotta da un laser rosso da 650nm che attraversa una fenditura di ampiezza regolabile manualmente. Il laser rosso viene attenuato mediante una coppia di filtri polarizzatori. Per l’acquisizione delle immagini dalla webcam è stato utilizzato il software “Theremino Spectrometer”, mentre per la elaborazione delle immagini e per il profilo della intensità delle immagini è stato utilizzato il software ImageJ.

Immagini di Diffrazione acquisite da Webcam

Fenditura Stretta

Fenditura Media

Fenditura Larga

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