1. 회절 또는 에돌이 (Diffraction)
ㅇ 회절은, 모든 파동(음파,수면파,전파,빛,X선 등)에서,
- 파면 일부가 차단될 때 나타나는, 파동이 갖는 일반적인 특징임
- 즉,
. 파동이 공간적으로 제한될 때 나타나는 현상
. 파동이 직선 경로에서 벗어나는 현상
. 파동의 직진성이 흐뜨려지는 것
. 물리적 장애물과 파동 간의 상호 작용의 결과
2. [음향학] 음파의 회절
ㅇ 음파 파장이 물체 크기 보다 크면, 그 뒤에서도 소리가 들림
- 한편, 그때의 주파수 보다 낮은 음파 만이 회절 현상을 일으킴
ㅇ 음파 파장이 물체 크기 보다 작으면, 그냥 직진하는 형태로 퍼지게 됨
3. [전파] 전파의 회절 손실 (Diffraction Loss)
ㅇ 회절손실은 전파가 회절에 의해서도 도달할 수 없을 때 생기는 손실
- 전파(電波)는 그 진행방향에 산,건물등 물체가 있어도 직진방향으로부터 조금씩 휘어져
심지어 그 뒷편에서도 수신 가능
ㅇ 가시거리 내외에서의 회절손실
- 가시거리 내 : 산악, 건물, Knife Edge등에 의한 회절 손실
- 가시거리 밖 : 지구의 굴곡으로 인한 지구표면에 의한 회절 손실
ㅇ 회절손실 및 주파수와의 관계
- 주파수가 높을수록 회절에 의한 손실도 커짐
4. [광학] 빛의 회절과 간섭 (Diffraction & Interference)
ㅇ 일상생활에서는 빛에 의한 회절무늬 같은 것을 쉽게 볼 수 없으며,
- 회절무늬 (Diffraction Pattern) : 밝고 어두운 띠가 교차되어 나타나는 무늬
. (빛이 슬릿을 통과할 때 나타나는 간섭무늬 효과)
ㅇ 회절과 간섭은,
- 파동이 중첩되어 나타나는 현상으로 물리적으로 유사하여 쉽게 구분이 안되는 현상임
ㅇ 회절, 간섭 비교
- 간섭 : 몇 개 정도의 파가 중첩되어 나타나는 현상
- 회절 : 수 많은 파가 중첩되어 나타나는 현상
※ 통상, 간섭의 연장선 상에서 회절현상을 설명하고 있음
5. [광학] 회절 현상의 물리적 해석 및 유형
ㅇ 회절현상에 대한 이론적 체계 확립(작도법)
- 호이겐스(C. Huygens)
ㅇ 회절에 대한 설명/해석
- 프레넬 회절 (근거리 회절)
- 프라운호퍼 회절 (원거리 회절)
ㅇ 회절현상의 관찰 유형
- 단일 슬릿(Slit)에 의한 회절
- 규칙적인 다중 슬릿(회절격자,Diffraction Grating)에 의한 회절
- 결정 격자에 의한 회절 : 例) 결정격자에 의한 X선 회절
6. [광학] 회절현상의 응용 例
ㅇ 물질의 화학적 분석 : 적외선 분광계, 가시광 분광계
ㅇ 결정구조의 분석 : X선 분광계
ㅇ 광통신 파장별 분석 : 광스펙트럼분석기
7. [광학] 회절 한계 (diffraction-limited)
ㅇ 광학계의 성능이 회절효과에 의해 제한되는 것
- 광학계가 상을 맺을 수 있는 결상능력의 한계
- 광학계의 물리적 크기가 빛 파장에 비해 크면 클수록 회절 영향을 덜 받음
ㅇ 광학계의 물리적 크기가 빛의 파장 보다 커서,
- 간섭 및 회절과 같은 파동성이 관찰되지 않은 경우에,
- 비로소 빛을 광선으로 취급하는 기하광학을 완벽하게 적용 가능함
ㅇ 에어리 원판 (Airy disk)
- 회절 효과 때문에, 결상 광학계가 만드는 물체의 상은,
- 중심으로부터 명암이 반복되는 유한한 크기의 원판들로 보여짐
- 이때, 중앙의 첫번째 원판을, 에어리 원판(Airy disk)이라고 함
* 원거리장에서, 에어리 원판의 각 폭 : 2θ ≒ 2.44 λ/D
. 2θ : 회절각, λ : 빛의 파장, D : 원형 구경의 지름 (통상, 렌즈의 직경)
. (하나의 점 상으로 맺힐 수 있는 한계 각 폭 : 각 분해능)