miniatura|325x325px|L'efecte òptic de Talbot per a la llum monocromàtica, mostrat com una "catifa de Talbot". A l'esquerra de la imatge, la llum es pot veure difractant-se a través d'una xarxa, i aquest patró exacte es reprodueix a la dreta de la imatge. (Una longitud de Talbot lluny de la xarxa). A mitjan distància, s'observa la imatge desplaçada cap a un costat i, en fraccions regulars de la longitud de Talbot, es poden apreciar clarament les subimatges. L'efecte Talbot és un efecte de difracció del camp pròxim observat per primera vegada en 1836 per Henry Fox Talbot. Quan una ona plana incideix sobre una xarxa de difracció periòdica, la imatge de la xarxa es repeteix a distàncies regulars lluny del pla d'aquesta. La distància regular es coneix com a longitud de Talbot, i les imatges repetides es coneixen com a autoimatges o imatges de Talbot.
A la meitat de la longitud de Talbot també hi apareix una autoimatge, però desfasada mig període (el significat físic d'això és que es desplaça lateralment a la meitat del valor del període de la xarxa). A més, altres imatges es poden observar en fraccions regulars més petites de la longitud de Talbot. Per exemple, en un quart del valor de la longitud de Talbot, l'autoimatge es redueix a la meitat i apareix amb la meitat del període de la xarxa (pel que es poden observar el doble d'imatges). Això mateix ocorre per a un vuitè de la longitud de Talbot, creant un patró fractal d'imatges la grandària de les quals es va reduint, sovint conegut com a catifa de Talbot.
Lord Rayleigh va demostrar que l'efecte de Talbot va ser una conseqüència natural de la difracció de Fresnel i que la longitud de Talbot es pot calcular segons l'equació:
on és el període de la xarxa de difracció i és la longitud d'ona de la llum incident sobre la xarxa. No obstant això, si la longitud d'ona és comparable amb el període de la xarxa , aquesta expressió pot conduir a errors en de fins al 100%. En aquest cas, convé usar l'expressió derivada per Lord Rayleigh:
L'efecte atòmic de Talbot A causa de la naturalesa ondulatòria de les partícules, s'han observat els efectes de la difracció en àtoms similars als del cas de la llum. Chapman et al. van realitzar un experiment en el qual es va fer passar un feix col·limat d'àtoms de sodi a través de dues xarxes de difracció (la segona utilitzada com una màscara) per a observar l'efecte Talbot i mesurar la longitud de Talbot. El feix tenia una velocitat mitjana de 1000 m/s corresponent a la longitud d'ona de Broglie de 0.017 nm. El seu experiment es va realitzar amb xarxes de 200 i 300 mm obtenint-se longituds de Talbot de 4,7 i 10,6 mm respectivament. Això demostra que per a un feix atòmic amb velocitat constant, usant , la longitud atòmica de Talbot pot ser trobada de la mateixa forma.
Referències
Enllaços externs Talbot's 1836 paper via Google Books Raleigh's 1881 paper via Google Books Undergraduate thesis by Rob Wild (PDF)
Categoria:Difracció