Дифракция света на трёхмерной решётке

Дифракция света наблюдается не только на двумерных, но и на трёхмерных решётках, например в кристаллах. При этом геометрически правильную дифракционную картину наблюдают как в прошедшем, так и в отражённом свете. Эти дифракционные картины несут информацию о структуре кристаллической решётки, что используется в кристаллографии (при дифракции рентгеновских лучей с длиной волны сравнимой с периодом кристаллической решётки) для анализа кристаллических образцов (метод Лауэ).

Дифракция света наблюдается и в мутных средах, таких как аэрозоли (облака, дым, туман, дождь), эмульсии, коллоидные растворы. Свет, проходя через мутную среду, дифрагирует на беспорядочно расположенных неоднородностях, давая равномерное распределение интенсивности по всем направлениям, не создавая какой-либо определённой дифракционной картины (поэтому туман, дым, снег, сахарный песок, молотая соль имеют белый цвет). Однако интенсивность света, рассеянного микрочастицами, зависит от соотношения его длины волны l и среднего размера неоднородностей. Так, например, дифракция света определяет яркость полос в радуге. По виду радуги можно приближённо оценивать диаметрd капель дождя. При d=1¸2 мм наблюдается очень яркий фиолетовый и зелёный цвета, хорошо видна красная дуга и едва заметна голубая дуга. При d »0,5 мм наблюдается заметное ослабление красного цвета, который практически исчезает при d»0,2 мм. При d=0,08¸0,1 мм в радуге сохраняется ярким лишь фиолетовый цвет, а вся радуга уширяется и бледнеет. При d<0,05 мм наблюдается белая радуга.

Рассеяние света имеет место ив мутных средах. Например, узкий пучок солнечных лучей, проходя через запылённый воздух, рассеивается на пылинках и поэтому становится видимым. В незамутнённой же среде луч видимого света невидим, так как на его пути нет рассеивающих свет частиц, от которых он бы отражался и попадал в глаза наблюдателя.

Слабое рассеивание света наблюдается и в чистых средах, не содержащих посторонних частиц. Причиной рассеивания света в этом случае являются флуктуации (отклонения от среднего значения) плотности, возникающие в результате сбора молекул среды при их тепловом движении в группы с размером d~l. Такое рассеивание света называют молекулярным рассеиванием. Именно оно является причиной голубого цвета неба, поскольку, согласно закону Рэлея, интенсивность рассеянного света , в силу чего голубые и синие лучи (имеющие большие частоты n и малую длину волны) рассеиваются сильнее, чем жёлтые и красные. Кроме того, образование коллективов молекул с d~l для голубых лучей (с меньшей l) более вероятно, чем для красных (с большей l).

Дифракция света