Fala świetlna padająca na przeszkodę w postaci małego otworu kołowego o ulega zjawisku dyfrakcji, w wyniku czego ugięte fale interferują ze sobą, dając na ekranie obraz dyfrakcyjny, składający się z centralnego jasnego krążka oraz mniej intensywnych, ułożonych współśrodkowo na przemian jasnych i ciemnych krążków pobocznych.
Rys. Monika Pilch
Rys. Obraz dyfrakcyjny, uzyskany po przejściu światła monochromatycznego przez otwór kołowy.
Analiza matematyczna zmierzająca do uzyskania miejsca położenia pierwszego minimum obrazu dyfrakcyjnego jest bardzo skomplikowana (wymaga rachunku całkowego), niemniej jednak daje ona wynik:
\(sin \alpha =1,22 \frac{ \lambda }{D} \)
gdzie: α – kat pod jakim obserwowany jest pierwszy ciemny krążek dyfrakcyjny, λ – długość fali światła, D – średnica otworu.
Widać, że położenie minimum dyfrakcyjnego w przypadku otworu kołowego różni się tylko o czynnik 1,22 od wyniku uzyskanego dla przypadku wąskiej, pojedynczej szczeliny.
Z przedstawionej zależności wynika, że obszar zajmowany przez obraz dyfrakcyjny jest tym większy, im mniejsza jest średnica otworu. W przypadku, gdy D >> λ kąt α dąży do zera, więc zjawisko dyfrakcji będzie wówczas niezauważalne.