回折

かいせつ

波が障害物の縁を回り込んだり、細いすき間を抜けて広がったりする現象。重なった波どうしが強め合ったり弱め合ったりして、明暗の縞ができる。

水面の波は、防波堤の切れ目を抜けると扇のように広がります。光でも同じことが起き、細いものの影の縁には明暗の縞が現れます。1803年、イギリスのヤングは、こうした縞が、二つの光の波が重なって強め合ったり打ち消し合ったりすること(干渉)で説明できると示し、光が波であることを強く裏付けました^[1]。

回折や干渉は波にしかできないふるまいなので、「それは波か」を見分ける決め手になります。1927年、アメリカのデイヴィソンとジャーマーはニッケルの結晶で^[2]、イギリスのG・P・トムソンとリードは薄い膜で^[3]、電子が回折の模様を作ることをとらえ、電子にも波の性質があることを確かめました。

結晶に当てたX線や電子の回折の模様からは、原子の並び方を読み取ることができます。物質の構造を調べる手段として、今も広く使われています。