フラウンホーファー回折とは？
ふらうんほーふぁーかいせつ
フラウンホーファー回折とは、光源と観測点が十分に遠い条件下で生じる光の回折現象で、遠距離場回折とも呼ばれます。
フラウンホーファー回折（Fraunhofer diffraction）とは、光波が開口部（スリットや円形孔）や障害物の縁を通過するときに生じる回折現象のうち、光源および観測点が開口部から十分遠い場合に成立する近似モデルです。ドイツの物理学者ヨーゼフ・フォン・フラウンホーファー（1787〜1826）にちなんで命名されました。遠距離場回折（far-field diffraction）とも呼ばれます。
回折とは、波が障害物や開口部の縁で曲がる現象全般を指します。この現象をより正確に記述するフレネル回折（近距離場回折）に対し、フラウンホーファー回折は「光源と観測点が無限遠にある」という仮定のもとで入射波・回折波ともに平面波として扱います。この近似により数学的な取り扱いが大幅に簡略化され、フーリエ変換を用いた解析が可能となります。
フラウンホーファー回折の主な特徴と応用は以下のとおりです。
- 単スリット回折では、中央に明るい帯（主極大）、両側に交互に暗・明の縞が現れる
- 回折格子と組み合わせることで光のスペクトル分析（分光）が可能
- レンズを用いると焦点面でフラウンホーファー回折パターンを実験的に再現できる
- 光学顕微鏡・望遠鏡の分解能を理論的に決定する基礎
光学機器の設計や分光分析の理論的基盤として、物理学・工学の多くの分野で用いられる重要な概念です。
使い方・例文
大学の光学実験でレーザー光を細いスリットに通すと、スクリーンに明暗の縞模様が現れます。これがフラウンホーファー回折のパターンで、縞の間隔からスリット幅を計算する演習として広く行われています。
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