Difrakce na štěrbině a na mřížce

Vlnová optika nepatří pro žáky mezi nejjednodušší části fyziky, protože si často neumí dostatečně dobře představit vlnovou povahu světla. A přitom jevy studované vlnovou optikou (interference, difrakce, polarizace...) patří mezi velmi často používané jevy v praxi: antireflexní vrstvy na sklech brýlí nebo na objektivech fotoaparátů, hologramové ochranné prvky (kupony MHD, dálniční známky...), přesné určování malých délkových rozměrů... Následující experimenty (dva z nich mohou žáci provést samostatně třeba i doma) mohou přispět k lepšímu pochopení uvedených jevů.

Difrakce (ohyb) světla bez pomůcek

První experiment lze provést skutečně bez pomůcek - stačí palec a ukazováček jedné ruky. Zavřeme jedno oko, druhým zaostříme pohled na jasný vzdálený předmět (stačí ve vzdálenosti 1 m až 2 m) a těsně před otevřené oko přiblížíme palec a ukazováček ve vodorovné poloze nad sebou. Mezerou mezi prsty pozorujeme vzdálený předmět, na který máme stále zaostřen pohled, a postupně pomalu přibližujeme prsty k sobě.
Kolem prstů můžeme vidět světlé a tmavší proužky (jako kdyby byly prsty rozmazané) a při velmi pomalém přibližování prstů k sobě lze dokonce vidět spojení prstů v jednom bodě dříve, než se prsty skutečně navzájem dotknou (dotyk přitom ucítíme).
Vysvětlení experimentu vyplývá z ohybu světla na prstech resp. na štěrbině, která mezi nimi vzniká. Světlo se dostává i do oblasti geometrického stínu (tj. oblasti, která je před dopadem světla chráněná prsty) a světelné vlny, které vycházejí z různých částí štěrbiny mezi prsty, při dopadu na sítnici oka navzájem interferují. Proto vidíme střídání světlých a tmavých proužků kolem prstů; proužky přitom odpovídají interferenčním maximům a minimům.

Difrakce (ohyb) světla s jednoduchými pomůckami

K dalšímu experimentu budeme potřebovat běžné pomůcky, které žák snadno najde i doma: svíčku, zápalky, jemné pírko, svítivé diody (tzv. „LEDky" - např. svítilna ke kolu), zdroj napětí pro svítivé diody (viz obr. 1). Pro obyvatele měst bude asi největší problém sehnat pírko. Pokud je možné si vybrat, je dobré použít spíše jemnější pírka.