Hvad er diffraktion – det bølgeoptiske fænomen der begrænser skarphed ved lukkede blænder
Diffraktion er et fundamentalt bølgeoptisk fænomen der opstår når lys passerer igennem en lille åbning – som en meget lukket kamera-blænde – og bøjes langs åbningens kanter, der spreder lyset til et bredere mønster end den geometriske optik alene ville forudsige. I fotografisk praksis viser diffraktion sig ved meget lukkede blænder som f/16, f/22 og f/32, hvor den lille blændeåbning producerer en diffraktions-sløring der progressivt reducerer billedets mikroskarphed og fine detaljer med stigende blændelukning, og dermed sætter en praktisk øvre grænse for det nyttige blændeområde uanset at aberrations-korrektionen forbedres ved lukning. Diffraktion er den primære årsag til at hvert objektiv har en optimal blænde, et \”sweet spot\”, imellem det aberrations-dominerede åbne blændeinterval og det diffraktions-dominerede lukkede blændeinterval.
Diffraktionsgrænsen, Airy-disken, er den matematiske beskrivelse af det mindste mulige lysspot en bestemt blændeåbning og bølgelængde kan producere: det centrale lyssted er omgivet af koncentriske lyse og mørke ringe af diffrakteret lys, og diameteren af det centrale Airy-disk er direkte proportional med bølgelængden og f-nummeret. For grønt lys ved ca. 550 nanometers bølgelængde er Airy-disk-diameteren ca. 1.35 gange f-nummeret i mikrometer: ved f/8 er Airy-disk-diameteren ca. 10.8 mikrometer, og ved f/22 er den ca. 30 mikrometer.
Diffraktionsgrænsen i relation til pixel-størrelsen er den praktiske beregning der bestemmer, ved hvilken blænde diffraktion begynder at reducere billedskarphed synligt på en given sensor. En sensor med 4 mikrometer pixel-pitch begynder at vise diffraktions-begrænsning ved lavere f-numre end en sensor med 7 mikrometer pixel-pitch, fordi Airy-disk-diameteren når pixel-størrelsen ved lavere f-numre. Det er årsagen til at høj-opløsnings sensorer med mange pixels på lille areal er mere diffraktions-sensitive end lavere megapixel sensorer med større pixel-pitch.
Tip: Find dit objektivs effektive diffraktionsgrænse ved at fotografere en testscene ved alle blænde-trin fra fuldt åben til f/22 og evaluere hjørne-skarphed ved 100-procents forstørrelse. Det blændetrin der giver den bedste kombination af hjørne-skarphed uden diffraktions-sløring er dit objektiv og sensors sweet spot, og den viden giver et præcist udgangspunkt for blændevalget i praktisk fotografering.