1) Cos'è la diffrazione da una fenditura?
La diffrazione è la capacità di un’onda di aggirare gli ostacoli. Questo fenomeno
si verifica sia per le onde luminose che per le onde sonore. Nel caso di
diffrazione da una singola fenditura, la luce si incurva vicino ai suoi bordi
permettendo così di illuminare aree dello schermo non poste direttamente
davanti alla fenditura. Infatti se la diffrazione non esistesse lo schermo sarebbe
illuminato solo in quella zona. Ciò che si crea sullo schermo è la cosiddetta “figura
di diffrazione” costituita da una frangia centrale chiara e da due serie laterali di
frange più strette, alternativamente scure e chiare. L’intensità luminosa della
frangia centrale è massima mentre le frange chiare laterali sono via via meno
luminose, perché l’energia trasportata dall’onda si deve distribuire su un’area
sempre maggiore. La conseguenza è quindi un’intensità luminosa minore per le
parti di schermo più lontane dalla fenditura.
2) Come si spiega e qual è il modello matematico?
La diffrazione si spiega con la natura ondulatoria della luce, che, quando incontra
una fenditura di larghezza dparagonabile alla sua lunghezza d’onda λ, causa un
fenomeno simile a quello delle onde meccaniche. Partendo dal principio di
Huygens, consideriamo la fenditura come formata da 5 sorgenti secondarie
equidistanti, che quindi la dividono in quattro parti. Dato che la distanza L dello
schermo dalle fenditure è molto maggiore rispetto a d, possiamo considerare le
onde secondarie come parallele tra loro, quindi prendendo in considerazione due
onde e tracciando dal punto della sorgente dell’onda dal cammino più breve la
perpendicolare all’onda dal cammino più lungo otteniamo un triangolo rettangolo.
Quest’ultimo ha il cateto minore
coincidente con la differenza di
cammino ΔL delle due onde, l’angolo θ
opposto a tale cateto uguale a quelli
formati dalle due onde con la
perpendicolare alla fenditura (essendo
le due onde parallele, formano due angoli
congruenti), e l’ipotenusa coincidente
con la fenditura, dunque di lunghezza d.
