Diffrazione di Fraunhofer
La diffrazione di Fraunhofer corrisponde al caso in cui la luce diffratta da una o più fenditure (sul quale incide un fascio di raggi luminosi paralleli), è osservata a grande distanza dallo schermo stesso.
Diffrazione da una fenditura
Nel caso di una fenditura di lunghezza infinita e di larghezza l'intensità della luce diffratta varia con l'angolo di diffrazione secondo la relazione:
dove λ è la lunghezza d'onda della radiazione incidente. La funzione I(θ) ha una serie di massimi di altezza rapidamente decrescente. I massimi successivi sono separati da minimi, che corrispondono agli angoli per i quali , dove n è un numero intero. In questi punti l'intensità si annulla. Dati n=1 e n=-1 definiamo come la larghezza del massimo d'intensità. Notiamo subito che se è molto maggiore della lunghezza d'onda, otteniamo un massimo principale stretto, e questo ci riporta al caso della semplice interferenza (a dimostrazione del fatto che la diffrazione è un caso speciale di interferenza fra onde). Viceversa, per valori di a nell'ordine della lunghezza d'onda, ad esempio otteniamo un massimo che si annulla in , ovvero in : il fenomeno della diffrazione è ora decisamente evidente. Risulta importante sottolineare quindi che la diffrazione si verifica sempre, ma la sua rilevanza dipende dal valore di a.
Reticolo di diffrazione
Nel caso di un reticolo di diffrazione formato da N fenditure di ampiezza a e parallele a una distanza d l'una dall'altra:
I punti in cui corrispondono ai massimi principali di interferenza, che diventano infinitamente alti e stretti per , mentre i punti dove corrispondono ai massimi secondari di interferenza.
Diffrazione da un'apertura circolare
Nel caso di un'apertura circolare di diametro d si forma un disco di Airy, in cui l'intensità in funzione dell'angolo di diffrazione è data da:
dove J1 è la funzione di Bessel di ordine 1. Il primo minimo si realizza per .