การเลี้ยวเบนกับการหักเห
การเลี้ยวเบนและการหักเหของแสงเป็นคุณสมบัติของคลื่น ฟังดูคล้ายคลึงกันเนื่องจากทั้งสองแสดงถึงการโค้งงอของคลื่น เช่น ถ้าเราใส่หลอดลงไปในแก้วน้ำ มันก็จะหัก ที่เกิดขึ้นเนื่องจากการหักเหของคลื่นแสง การใช้ถังระลอกเราสามารถสังเกตได้ว่าคลื่นน้ำโค้งอย่างไรเมื่อเจอสิ่งกีดขวาง
การเลี้ยวเบน
คลื่นโค้งไปรอบ ๆ สิ่งกีดขวางขนาดเล็กและแผ่ออกเป็นช่องเล็ก ๆ เพื่อเข้าสู่พื้นที่ที่อาจถูกบดบัง การเบี่ยงเบนของคลื่นจากเส้นทางเส้นตรงเริ่มต้นนั้นเรียกว่าการเลี้ยวเบนการเลี้ยวเบนของคลื่นส่งผลให้เกิดรูปแบบขอบมืดและสว่างซึ่งระบุว่าเป็น "รูปแบบการเลี้ยวเบน" นอกจากนี้ เมื่อคลื่นแสงเดินทางผ่านตัวกลางที่มีดัชนีการหักเหของแสงต่างกัน หรือเมื่อคลื่นเสียงเดินทางผ่านตัวกลางของอิมพีแดนซ์อะคูสติกที่ต่างกัน ก็สามารถสังเกตเอฟเฟกต์การเลี้ยวเบนได้ โดยทั่วไป เอฟเฟกต์การเลี้ยวเบนจะเด่นชัดที่สุดเมื่อขนาดของสิ่งกีดขวางเกือบจะสอดคล้องกับความยาวคลื่นของคลื่น เมื่อคลื่นแสงถูกเลี้ยวเบนด้วยช่องเดียว ผลลัพธ์จะเป็นรูปแบบการเลี้ยวเบนที่มีขอบสว่างและมืด ขอบสว่างตรงกลางมีความเข้มและความกว้างสูงสุด ความเข้มของขอบลดลงเมื่อเราเคลื่อนไปตามด้านใดด้านหนึ่งของศูนย์กลางสูงสุด
หักเห
เมื่อคลื่นเคลื่อนตัวจากตัวกลางหนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งในทุกมุม ยกเว้น 90° และ 0° เส้นการเดินทางของคลื่นจะเปลี่ยนที่ส่วนต่อประสานเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงความเร็วของคลื่น นี่คือสิ่งที่เราเรียกว่าการหักเหของแสง แม้ว่าคลื่นแสงจะเป็นตัวอย่างส่วนใหญ่สำหรับการหักเหของแสง แต่คลื่นอื่นๆ ก็สามารถหักเหได้เช่นกันตัวอย่างเช่น คลื่นเสียงหักเหเมื่อข้ามสื่อทั้งสอง คลื่นน้ำหักเหขึ้นอยู่กับความลึก การหักเหมักจะมาพร้อมกับความยาวคลื่นและการเปลี่ยนแปลงความเร็ว ซึ่งกำหนดโดยดัชนีการหักเหของแสงของสื่อ การหักเหของคลื่นแสงเป็นการสังเกตที่พบบ่อยที่สุด เนื่องจากการหักเหของแสงทำให้เกิดภาพลวงตาที่แปลกประหลาด ตัวอย่างการก่อตัวของรุ้งงาม การแยกแสงสีขาวด้วยปริซึมแก้ว และภาพลวงตา
การเลี้ยวเบนและการหักเหต่างกันอย่างไร
ทั้งการเลี้ยวเบนและการหักเหของแสงเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนทิศทางของคลื่น เมื่อคลื่นชนกับสิ่งกีดขวาง จะเกิดการโก่งตัวหรือกระจายตัว ซึ่งเราเรียกว่าการเลี้ยวเบน ในทางกลับกัน คลื่นจะหักเหเมื่อเคลื่อนที่จากตัวกลางหนึ่งไปยังอีกตัวกลาง คลื่นแสง เมื่อเกิดการเลี้ยวเบนทำให้เกิดรูปแบบการเลี้ยวเบน ในขณะที่เมื่อหักเหแสง อาจเกิดการบิดเบือนทางสายตาได้ การเลี้ยวเบนและการหักเหของแสงทั้งสองสามารถแยกแสงสีขาวออกเป็นสีต่างๆ ได้เมื่อแสงสีขาวถูกส่งผ่านปริซึมแก้ว แสงจะหักเหและแยกออกตามความยาวคลื่นของแต่ละสี เนื่องจากดัชนีการหักเหของแสงของแก้วแตกต่างจากของอากาศ ในทำนองเดียวกัน เราสามารถสังเกตรูปแบบรุ้งบนซีดีหรือดีวีดี เนื่องจากพวกมันทำหน้าที่เป็นตะแกรงเลี้ยวเบน
ความแตกต่างระหว่างการเลี้ยวเบนและการหักเห
• การเลี้ยวเบนคือการโก่งตัวหรือการแพร่กระจายของคลื่นรอบๆ สิ่งกีดขวาง ในขณะที่การหักเหของแสงเป็นการโก่งตัวของคลื่นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของความเร็ว
• ทั้งการเลี้ยวเบนและการหักเหของแสงขึ้นอยู่กับความยาวคลื่น ดังนั้น ทั้งสองจึงสามารถแยกแสงสีขาวออกเป็นความยาวคลื่นของส่วนประกอบได้
• การเลี้ยวเบนของแสงทำให้เกิดรูปแบบการหักเห ในขณะที่การหักเหทำให้เกิดภาพลวงตาแต่ไม่ใช่รูปแบบการเลี้ยวเบน
• การหักเหทำให้วัตถุดูใกล้กว่าความเป็นจริง แต่การเลี้ยวเบนไม่สามารถทำได้