Дифракция на пространственной решётке. Формула Вульфа - Бреггов.
Пространственная
решетка. Рассеяние света.
Дифракция света наблюдается не только на плоской
одномерной решетке (штрихи нанесены перпендикулярно некоторой прямой линии), но
и на двумерной решетке (штрихи нанесены во взаимно перпендикулярных направлениях
в одной и той же плоскости). Большой интерес представляет также дифракция на пространственных
(трехмерных) решетках - пространственных образованиях, в которых элементы структуры
подобны по форме, имеют геометрически правильное и периодически повторяющееся
расположение, а также постоянные (периоды) решеток, соизмеримые с длиной волны
электромагнитного излучения. Иными словами, подобные пространственные образования
должны иметь периодичность по трем не лежащим в одной плоскости направлениям.
В качестве пространственных дифракционных решеток могут быть использованы кристаллические
тела, так как в них неоднородности (атомы, молекулы, ионы) регулярно повторяются
в трех направлениях.
Дифракция света может происходить также в так называемых мутных средах - средах с явно выраженными оптическими неоднородностями. К мутным средам относятся аэрозоли (облака, дым, туман), эмульсия, коллоидные растворы и т. д., т. е. такие среды, в которых взвешено множество очень мелких частиц инородных веществ. Свет, проходя через мутную среду, дифрагирует от беспорядочно расположенных микронеоднородностей, давая равномерное распределение интенсивностей по всем направлениям, не создавая какой-либо определенной дифракционной картины. Происходит так называемое рассеяние света в мутной среде. Это явление можно наблюдать, например, когда узкий пучок солнечных лучей, проходя через запыленный воздух, рассеивается на пылинках и тем самым становится видимым.
Рассеяние света (как правило, слабое) наблюдается
также и в чистых средах, не содержащих посторонних частиц. Л. И. Мандельштам объяснил
рассеяние света в средах нарушением их оптической однородности, при котором показатель
преломления среды не постоянен, а меняется от точки к точке. В дальнейшем польский
физик М. Смолуховский (1872-1917) указал, что причиной рассеяния света могут быть
также флуктуации плотности, возникающие в процессе хаотического (теплового) движения
молекул среды. Рассеяние света в чистых средах, обусловленное флуктуациями плотности,
анизотропии или концентрации, называется молекулярным рассеянием.