レーザー光を狭いスリットに通すと、光は広がります。光線のようにまっすぐ進むのではなく、スリットの縁に沿って曲がり、スクリーン上に明暗の縞模様を形成します。これが回折、つまり波が障害物の周りを回ったり、開口部を通過したりする現象です。音波や水波など、あらゆる波で起こります。開口部の大きさが波の波長と同程度になると、回折現象が顕著になります。

回折は、角を曲がった向こう側で誰かが話している声が聞こえる理由です。音波の波長は約1メートルで、そのくらいの大きさの障害物を回り込んで曲がります。光波の波長は約500ナノメートルなので、回折は非常に小さな開口部を通してのみ目に見える現象です。回折は顕微鏡や望遠鏡の解像度を制限します。また、光を構成色に分解する回折格子の基礎でもあります。X線結晶学では、タンパク質やDNAを含む結晶の構造を決定するために回折を利用します。DNAの二重らせん構造の解明に貢献した有名な写真51は、X線回折画像でした。

回折に関する事実

• 定義。 障害物の周囲に波が広がること。
• 条件. 開口部のサイズが波長に近い場合に顕著になります。
• 音。 波長が長いため、角を曲がって曲がります。
• Light. 非常に小さな開口部を曲がり抜けます。
• 応用例. 回折格子、X線結晶学。

回折と屈折は同じではありません。回折は障害物の周りを光が曲がる現象です。屈折は光が媒質間を通過する際に曲がる現象です。