एकाच फटीद्वारे होणारे विवर्तन – समस्या आणि उपाय

विवर्तन म्हणजे अशी घटना आहे, ज्यात लहरी एखाद्या अडथळ्याला सामोरे गेल्यावर किंवा छिद्रातून जाताना पसरतात. जेव्हा एकवर्णी प्रकाश (एकाच तरंगलांबीचा प्रकाश) एका फटीतून जातो, तेव्हा तो फक्त सरळ रेषेत प्रवास करत नाही; त्याऐवजी, तो पसरतो आणि फटीच्या मागे ठेवलेल्या पडद्यावर विवर्तन आकृतिबंध तयार करतो.

एकाच फटीसाठी, विवर्तन आकृतिबंधाचे मुख्य वैशिष्ट्य म्हणजे मध्यभागी असलेला एक तेजस्वी महत्तम बिंदू, ज्याच्या दोन्ही बाजूंना एकाआड एक गडद आणि तेजस्वी पट्ट्यांची (किमान आणि महत्तम बिंदू) मालिका असते. एकाच फटीपासून मिळणारा विवर्तन आकृतिबंध कसा समजून घ्यावा आणि त्याचे वर्णन कसे करावे, ते येथे दिले आहे:

1. केंद्रीय कमालमध्यभागी असलेली तेजस्वी पट्टी सर्वात तीव्र आणि रुंद असते. मध्यवर्ती महत्तम बिंदूपासून दूर जाताना तीव्रता कमी होते.
2. मिनिमागडद पट्ट्या किंवा किमान बिंदू विशिष्ट कोनांवर आढळतात. $\theta$ अशाप्रकारे की: $aपाप(\theta )=m\lambda$ कोठे:

• $a$ चीराची रुंदी आहे.
• $\lambda$ प्रकाशाची तरंगलांबी आहे.
• $m$ हा शून्य वगळता एक पूर्णांक आहे (म्हणजेच, ±1, ±2, ±3, …).

3. मॅक्सिमाया किमान बिंदूंच्या दरम्यान दुय्यम कमाल बिंदू असतात, परंतु ते मध्यवर्ती कमाल बिंदूपेक्षा कमी तेजस्वी असतात आणि केंद्रापासून दूर गेल्यावर त्यांची तीव्रता कमी होते.
4. रुंद फट विरुद्ध अरुंद फटकेंद्रीय महत्तमची रुंदी ही फटीच्या रुंदीच्या व्यस्त प्रमाणात असते. म्हणजेच, अरुंद फटीमुळे अधिक रुंद केंद्रीय महत्तम निर्माण होईल आणि याउलट.
5. मोठी तरंगलांबी विरुद्ध मोठी तरंगलांबी लहान तरंगलांबीकिमान आणि कमाल बिंदूंची कोनीय स्थिती तरंगलांबीवर अवलंबून असते. लहान तरंगलांबीच्या तुलनेत मोठ्या तरंगलांबीमुळे अधिक पसरलेले आकृतिबंध तयार होतात.
6. दुहेरी स्लिटशी तुलनाएकल-फटी विवर्तन आकृतिबंध हा दुहेरी-फटी व्यतिकरण आकृतिबंधापेक्षा वेगळा असतो, जरी त्या संबंधित घटना आहेत. जर दुहेरी फट असेल, तर तुम्हाला अनेक तेजस्वी आणि गडद पट्ट्यांचा व्यतिकरण आकृतिबंध दिसेल. तथापि, जर फटी पुरेशा रुंद असतील, तर प्रत्येक फट स्वतःचा विवर्तन आकृतिबंध देखील तयार करेल, ज्यामुळे 'एनव्हेलप' परिणाम दिसून येतो, जिथे एकल-फटी विवर्तनामुळे व्यतिकरण पट्ट्यांच्या तीव्रतेत बदल होतो.

एकल-फटी विवर्तनाचे गणितीय आकलन हायगेन्सच्या तत्त्वाचा वापर करते, ज्यानुसार तरंगमुखावरील प्रत्येक बिंदूला पुढील दिशेने पसरणाऱ्या दुय्यम गोलाकार तरंगिकांचा स्रोत मानले जाऊ शकते. या सर्व तरंगिकांच्या प्रभावाचे एकत्रीकरण करून विवर्तन आकृतिबंध मिळवता येतो.

व्यावहारिक उपयोगांमध्ये आणि प्रयोगशाळांमध्ये, इतर मापदंड दिलेले असताना, एकल-फटीच्या विवर्तन आकृतिबंधांचे निरीक्षण करून प्रकाशाची तरंगलांबी किंवा फटीचा आकार निश्चित केला जाऊ शकतो.