光学

光の回折

回折とは、開口や障害物の端で光が広がり再分布する現象です。単スリットの暗線は a sinθ = mλ を満たします。

回折とは、開口や障害物の端で光が広がり再分布する現象です。単スリットの暗線は a sinθ = mλ を満たします。

モデルと物理量

開口内の各点を二次波源とみなすと、遠方ではそれらの重ね合わせが強度分布を決めます。幅 a のスリットのフラウンホーファー場は E(θ) ∝ sinc(β)、β = πa sinθ/λ で、I/I₀ = (sinβ/β)² です。m ≠ 0 の整数について β = mπ で暗線になります。

クイックチェック

開口や障害物の大きさが波長程度になると、光は幾何学的な影の中へ広がります。幅 $a$ の単スリットでは暗線が概ね $a\sin heta=m\lambda$ ($m=1,2,\ldots$) を満たし、スリットが狭いほど中央の明線は広がります。幅0.10 mmのスリットに500 nmの光を当てると、最初の暗線は約0.29°です。回折は分解能を制限し、近接した二点の像が大きく重なると区別しにくくなります。