Difraktsioon vs hajumine
Difraktsioon ja hajumine on kaks väga olulist teemat, mida lainemehaanika all arutatakse. Need kaks teemat on ülim alt olulised ja lainete käitumise mõistmisel üliolulised. Neid põhimõtteid kasutatakse laialdaselt sellistes valdkondades nagu spektromeetria, optika, akustika, suure energiatarbega uuringud ja isegi ehitusprojektid. Selles artiklis käsitleme, mis on difraktsioon ja hajumine, nende määratlusi, hajumise ja difraktsiooni rakendusi, nende sarnasusi ning lõpuks erinevust difraktsiooni ja hajumise vahel.
Mis on difraktsioon?
Difraktsioon on lainetena täheldatav nähtus. Difraktsioon viitab lainete erinevale käitumisele, kui see kohtub takistusega. Difraktsiooninähtust kirjeldatakse kui lainete näivat paindumist väikeste takistuste ümber ja lainete levimist mööda väikestest avadest. Seda saab hõlpsasti jälgida pulsatsioonipaagi või sarnase seadistuse abil. Vee pinnal tekkivaid laineid saab kasutada difraktsiooni mõju uurimiseks, kui kohal on väike objekt või väike auk. Difraktsiooni suurus sõltub augu (pilu) suurusest ja lainepikkusest. Difraktsiooni jälgimiseks peavad pilu laius ja lainepikkus olema samas suurusjärgus ja või peaaegu võrdsed. Kui lainepikkus on palju suurem või väiksem kui pilu laius, ei teki jälgitavat difraktsiooni. Valguse difraktsiooni läbi väikese pilu võib pidada valguse lainelise olemuse tõendiks. Mõned kõige kuulsamad difraktsioonikatsed on Youngi ühe pilu katse ja Youngi kahe pilu katse. Difraktsioonivõre on üks kõige kasulikumaid difraktsiooniteoorial põhinevaid tooteid. Seda kasutatakse kõrge eraldusvõimega spektrite saamiseks.
Mis on hajumine?
Hajumine on protsess, kus lained kalduvad kõrvale teatud ruumi anomaaliate tõttu. Kiirgusvormid nagu valgus, heli ja isegi väikesed osakesed võivad hajuda. Hajumise põhjuseks võib olla osake, tiheduseanomaalia või isegi pinnaanomaalia. Hajumist võib käsitleda kui kahe osakese vastasmõju. See on valguse laineosakeste duaalsuse tõestamisel väga oluline. Selle tõestuse jaoks kasutatakse Comptoni efekti. Põhjus, miks taevas on sinine, on samuti tingitud hajumist. See on tingitud nähtusest, mida nimetatakse Rayleighi hajumiseks. Rayleighi hajumine põhjustab päikese sinise valguse hajumise rohkem kui teistel lainepikkustel. Tänu sellele on taeva värvus sinine. Teised hajumise vormid on Mie hajumine, Brillouini hajumine, Ramani hajumine ja mitteelastne röntgenikiirgus.
Mis vahe on hajumisel ja difraktsioonil?
• Difraktsioon on nähtus, mida täheldatakse ainult lainetes, kuid hajumist täheldatakse nii lainetes kui ka osakestes.
• Difraktsioon on lainete levimise omadus, samas kui hajumine on lainete vastastikmõju omadus.
• Difraktsiooni võib pidada valguse lainelise olemuse tõendiks. Mõningaid hajumise vorme (Comptoni hajumist) võib pidada tõendiks valguse osakeste olemuse kohta.
