2.

Diffrazione della luce

Se si indirizza un fascio di luce contro un pannello su cui sia praticata una fenditura di dimensioni apprezzabili, uno schermo posto al di là del pannello raccoglie un’immagine relativamente nitida della fenditura, circondata da una zona d’ombra. Riducendo via via l’ampiezza della fenditura, l’immagine che si raccoglie sullo schermo non si restringe in modo proporzionale, ma si allarga e si offusca a causa del fenomeno della diffrazione. Le onde luminose che incidono ai bordi della fessura, infatti, non proseguono in direzione rettilinea, ma invadono la zona d’ombra, deviando di un angolo che dipende dalla lunghezza d’onda e dalle dimensioni dell’ostacolo. Detta D l’ampiezza della fenditura, L la distanza fenditura-schermo, λ la lunghezza d’onda della luce e D’ l’ampiezza dell’immagine raccolta sullo schermo, si può assumere con buona approssimazione che:

D’ ~ D + L (λ/D).

È evidente che, se l’ampiezza D della fenditura è molto grande rispetto alla lunghezza d’onda, il rapporto λ/D è molto piccolo e l’ampiezza dell’immagine della fenditura rimane pressoché uguale a quella reale. Poiché la lunghezza d’onda della luce è dell’ordine dei 10^-7 m, la diffrazione si può apprezzare soltanto su scala microscopica.

Il fenomeno si può spiegare alla luce del principio di Huygens-Fresnel dell’interferenza. Secondo tale principio, ogni punto di un fronte d’onda è sorgente di un’onda secondaria che si propaga in tutte le direzioni. Così, nel caso della fenditura, ogni punto del fronte luminoso che si affaccia su di essa genera un’onda secondaria che si propaga in fase con la prima, andando a colpire lo schermo in punti normalmente in ombra. Come per l’interferenza, la sovrapposizione delle onde secondarie così generate produce una figura di diffrazione costituita da una successione di massimi e minimi più o meno intensi.