¿Cuál es la causa principal de la difracción?

Question

He encontrado otra pregunta similar a la mía aquí . Pero quiero saber por qué se produce la difracción de la luz en primer lugar. He encontrado otros recursos en google que explican el tema parcialmente sobre la base del principio de Huygens. Pero

Me gustaría saber si el fenómeno de la difracción podría explicarse a nivel atómico en términos de fotones, electrones y átomos y cómo interactúan para crear este efecto.

He encontrado este vídeo. ¿Es correcta esta explicación?

Por último, me gustaría saber si la refracción podría explicarse a nivel atómico.

Explíquelo detalladamente. Muchas gracias.

Answer 1

No, la difracción de la luz no tiene nada que ver con los átomos. La difracción se produce cuando la luz se propaga sin perturbaciones por el espacio libre. Lo único de lo que depende es de la distribución de entrada de la luz y eso puede estar causado por algún objeto material.

Así que la pregunta es, dado un determinado campo óptico de entrada, ¿por qué difracta de la forma en que lo hace? ¿Cómo funciona? Es simplemente un efecto de onda. Hay ciertas ondas especiales llamadas ondas planas que no cambian mientras se propagan por el espacio libre, aparte de un cambio de fase. Considerando la propagación en una dirección específica que podemos llamar la $z$ -se observa que estas ondas planas adquieren diferentes fases, dependiendo del ángulo entre sus direcciones de propagación y el $z$ -Dirección.

Cualquier campo óptico de entrada puede expresarse como una combinación lineal (una superposición) de ondas planas. La difracción que vemos es ahora simplemente el efecto de interferencia que vemos debido a los cambios en la fase relativa entre las diferentes ondas planas que componen el campo óptico como resultado de su propagación a través del espacio libre.