Vad är en avböjningsvåg?

Inom optik är en avböjningsvåg en typ av optisk våg som produceras när en fortplantande ljusvåg möter ett hinder eller diskontinuitet i sin väg. Detta fysiska fenomen uppstår när en ljusstråle möter ett föremål som får ljusstrålarna att böjas eller avvika från sin ursprungliga utbredningsriktning. Fenomenet beror på växelverkan mellan de elektromagnetiska ljusvågorna och föremålets materialegenskaper.

Så här uppstår avböjningsvågor:

När en ljusvåg träffar ett föremål reflekteras en del av ljuset, en del transmitteras och en del absorberas av föremålet. Mängden ljus som reflekteras, transmitteras eller absorberas beror på objektets egenskaper, såsom dess brytningsindex, absorptionskoefficient och ytjämnhet.

När ljusvågen interagerar med objektet förvrängs dess vågfront (ytan med konstant fas). Denna förvrängning får ljusstrålarna att böjas eller avledas från sin ursprungliga väg. Omfattningen av avböjningen beror på objektets egenskaper och ljusets våglängd.

Mönstret av avböjningsvågor som produceras av ett föremål kan observeras genom att placera en skärm bakom föremålet och belysa det med en koherent ljuskälla, såsom en laser. Det resulterande mönstret på skärmen kommer att visa de avböjda vågfronterna, som kan ge information om objektets form, storlek och struktur.

Avböjningsvågor används ofta i olika optiska tillämpningar, inklusive:

Avbildning och mikroskopi:Avböjningsvågor används i bildsystem för att fånga detaljerade bilder av objekt genom att detektera de avböjda ljusvågorna. Inom mikroskopi används avböjningsvågor för att få högupplösta bilder av mikroskopiska strukturer.

Metrologi:Avböjningsvågor används inom metrologi för exakta mätningar av avstånd, förskjutningar och ytprofiler.

Holografiska tekniker:Avböjningsvågor spelar en avgörande roll i holografi, där de används för att skapa tredimensionella bilder av objekt genom att registrera och rekonstruera de avböjda vågfronterna.

Optisk infångning och manipulering:Avböjningsvågor kan användas för att fånga och manipulera mikroskopiska partiklar, celler och andra föremål genom att kontrollera ljusets avböjning.

Att förstå avböjningsvågor ger värdefulla insikter om ljusets interaktion med materia och möjliggör utveckling av olika optiska teknologier och applikationer.