Co je to vychylovací vlna?

V optice je vychylovací vlna druh optické vlny, která vzniká, když šířící se světelná vlna narazí na překážku nebo diskontinuitu na své cestě. K tomuto fyzikálnímu jevu dochází, když paprsek světla narazí na objekt, který způsobí, že se světelné paprsky ohýbají nebo odchylují od svého původního směru šíření. Tento jev je způsoben interakcí mezi elektromagnetickými vlnami světla a materiálovými vlastnostmi předmětu.

Zde je návod, jak vznikají vychylovací vlny:

Když světelná vlna dopadá na předmět, část světla se odráží, část je propuštěna a část je objektem pohlcena. Množství světla, které se odráží, propouští nebo absorbuje, závisí na vlastnostech předmětu, jako je jeho index lomu, koeficient absorpce a drsnost povrchu.

Jak světelná vlna interaguje s objektem, jeho vlnoplocha (povrch konstantní fáze) je zkreslená. Toto zkreslení způsobuje, že se světelné paprsky ohýbají nebo vychylují ze své původní dráhy. Rozsah vychýlení závisí na vlastnostech předmětu a vlnové délce světla.

Vzor vychylovacích vln vytvářených objektem lze pozorovat umístěním stínítka za objekt a jeho osvětlením koherentním světelným zdrojem, jako je laser. Výsledný vzor na obrazovce ukáže vychýlené vlnoplochy, které mohou poskytnout informace o tvaru, velikosti a struktuře objektu.

Vychylovací vlny se běžně používají v různých optických aplikacích, včetně:

Zobrazování a mikroskopie:Vychylovací vlny se používají v zobrazovacích systémech k zachycení detailních snímků objektů detekcí vychýlených světelných vln. V mikroskopii se vychylovací vlny používají k získání snímků mikroskopických struktur s vysokým rozlišením.

Metrologie:Vychylovací vlny se v metrologii používají pro přesná měření vzdáleností, posunů a profilů povrchu.

Holografické techniky:Vychylovací vlny hrají zásadní roli v holografii, kde se používají k vytváření trojrozměrných obrazů objektů záznamem a rekonstrukcí vychýlených vlnoploch.

Optické zachycení a manipulace:Vychylovací vlny lze použít k zachycení a manipulaci s mikroskopickými částicemi, buňkami a dalšími objekty řízením odchylky světla.

Pochopení vychylovacích vln poskytuje cenné poznatky o interakci světla s hmotou a umožňuje vývoj různých optických technologií a aplikací.