Šviesos difrakcija
Tiesiaeigio šviesos sklidimo dėsnis teigia, kad skaidrioje vienalytėje
terpėje šviesa sklinda tiesiai. Tačiau ar šis dėsnis
galioja visada? F. Grimaldis pastebėjo įdomų reiškinį. Pastatęs
nedidelį daiktą siauro šviesos pluošto kelyje, jis ekrane
išvydo šešėlį, truputį mažesnį už
tą, kuris turėtų susidaryti spinduliams sklindant pro daikto
kraštus tiesiomis linijomis. Atlikdamas kitą bandymą, F.
Grimaldis aptiko, kad pro skylutę praėjes šviesos
pluoštas ekrane suformuoja didesnę šviesią dėmelę, negu turėtų būti pagal tiesiaeigio šviesos sklidimo dėsnį. F. Grimaldžio pastebėtas
reiškinys vadinamas difrakcija šviesos bangų,
einančių pro kliūčių kraštą, užlinkimu
(nukrypimu nuo tiesaus kelio). Šviesos difrakcija yra tuo
ryškesnė, kuo mažesni kliūties matmenys. Ji ypač
akivaizdi, kai tie matmenys artimi šviesos bangos ilgiui.
Bandymas. Priartinkime nykštį prie smiliaus, palikdami nedidelį tarpelį. Tarp pirštų atsiranda tamsus ruoželis. Tai ne kas kita, kaip interferencinis vaizdas, susidaręs dėl difrakcijos šviesai einant pro siaurą plyšelį tarp pirštų. Kai šviesos bangų eigos skirtumas lygus nelyginiam pusbangių skaičiui, pro vieną plyšelio dalį praėjęs šviesos pluoštelis susilpnina praėjusi pro kitą dalį. Taigi kartu vyksta ir interferencijos reiškinys. Toks interferencinio vaizdo susidarymas įmanomas dėl to, kad dalis šviesos pluošto, einančio pro siaurą plyšį, nukrypsta nuo tiesios sklidimo krypties.
Difrakcinė gardelė
Stiklinėje plokštelėje specialia įranga įrėžus lygiagrečius
rėžius, gaunami neskaidriais tarpais perskirti siauri
šviesą praleidžiantys plyšiai. Tokia plokštelė
vadinama skaidriąja difrakcine gardele. Difrakcinę
atspindžio gardelę sudaro metalinis veidrodis, kurio
paviršiuje vienodu atstumu įrėžta daugybė tos
pačios formos lygiagrečių rėžių (veidrodinės difrakcinės gardelės pavyzdys - kompaktinis diskas) . Difrakcinių
gardelių viename milimetre paprastai būna nuo kelių
šimtų iki kelių tūkstančių
rėžių. Skaidraus
plyšio (arba atspindžio juostos) ir neskaidraus tarpelio
pločių suma vadinama gardelės konstanta ir paprastai žymima
raide d. Difrakcinės gardelės veikimas pagrįstas
šviesos difrakcijos reiškiniu. Lygiagretūs šviesos
spinduliai, pasiekę skaidriosios difrakcinės gardelės plyšius,
sklinda ne tik pradine kryptimi, bet ir visomis kryptimis - jie
užlinksta.
Pro atskirus plyšius praėję šviesos pluošteliai interferuoja ir tam tikromis kryptimis vienas kitą stiprina arba silpnina. Iš gretimų gardelės plyšių kampu φ sklindančių spindulių eigos skirtumas (brėžinys nuoroda - "Difrakcinė gardelė")
AC = d sin 
.
Taigi, kai d sin 
= 2k
spinduliai vienas kitą stiprina, o kai d sin 
=
(2k + l) 
silpnina;
čia k = 0, 1, 2, ...
Jeigu už gardelės pastatytume glaudžiamąjį lęšį, tai ekrane, kuris yra lęšio židinio plokštumoje, šie lygiagretūs visų plyšių spinduliai susirinktu į vieną siaurą juostelę. Kadangi maksimumų padėtys priklauso nuo bangos ilgio, tai gardelė išskaido baltą šviesą į spektrą. Kai gardelė turi daug plyšių, gaunamas labai ryškus spektras.
Difrakcinių gardelių taikymas
Difrakcinės gardelės labai plačiai taikomos moksle ir praktikoje kaip spektriniai prietaisai.
Jomis nustatoma spinduliuojančios medžiagos sudėtis, matuojamas
bangos ilgis. Žinant gardelės konstantą d ir išmatavus
kampą φ , galima iš lygybės
d sin φ = 2k 
apskaičiuoti
bangos ilgį: 
, čia k yra spektro eilė. Šviesos interferencijos ir difrakcijos
reiškiniai įrodo, kad šviesa turi bangų savybių.