De diffraksjon lyd Det er egenskapen bølgene har til å bøye seg ved kantene av hindringer eller åpninger som er lik eller mindre enn bølgelengden og fortsetter å forplante seg. Ved å gjøre det blir de forvrengt og jo mindre åpningen de går gjennom, jo større blir forvrengningen..
Denne egenskapen er lett å verifisere ved hjelp av en bølgebøtte, som består av et brett fylt med vann og en kilde som genererer bølgene plassert i den ene enden. Kilden kan være like enkel som et vibrerende metallbånd.
Når kilden er aktivert, genereres en bølgefront som beveger seg i skuffen og som et hinder kan plasseres med en åpning i midten. Bølgene vil klare å komme seg rundt åpningen og fortsette på vei, men formen deres vil ha endret seg i henhold til spaltenes størrelse, for å utfolde seg en gang forbi dette.
Følgende bilde viser den samme bølgefronten som går gjennom to åpninger i forskjellige størrelser..
Når blenderåpningen er redusert, utvides bølgen og kurver merkbart. På den annen side, hvis åpningen er større, er deformasjonen som oppleves av bølgen mye mindre. Bølgen fortsetter å gå fremover, men den sprer seg ikke eller utfolder seg like mye.
Artikkelindeks
De nevnte bølgene har blitt dannet i vannet i et enkelt brett. På en mye større skala kan man se diffraksjonen av bølgene rundt øyene i figur 1, siden avstanden mellom dem er i størrelsesorden bølgelengden. Dette er nøkkelen til å forstå fenomenet diffraksjon..
Som i havet opplever lyd og lys også diffraksjon, selv om lys selvfølgelig krever mye mindre blenderåpninger, siden bølgelengdene til synlig lys er mellom 400 og 700 nanometer eller billioner av en meter..
For eksempel fungerer de bittesmå partiklene i atmosfæren som hindringer for at lys kan diffundere, og forårsaker at ringer blir sett rundt veldig lysende gjenstander som lys og sol..
På den annen side blir diffraksjon tilrettelagt av lydbølger, siden bølgelengden er i størrelsesorden meter, så det er nok med åpninger på størrelse med dører og vinduer for at det skal oppstå..
Diffraksjon er en unik egenskap for bølger. La oss forestille oss et øyeblikk at det i stedet for vann var en strøm av klinkekuler som passerte gjennom åpningene.
Strålen av kuler vil fortsette å bevege seg i en rett linje, i stedet for å umiddelbart spre seg over tilgjengelig plass, slik bølger gjør. Definitivt gjennomgår ikke materialpartiklene på makroskopisk nivå diffraksjon, men elektronene, til og med med masse, kan..
Av denne grunn må alle fysiske fenomener som manifesteres gjennom diffraksjon være av bølgetypen. De to andre karakteristiske egenskapene er forstyrrelser og polarisering, med refraksjon og refleksjon som er like anvendelig for partikler av materiale..
En person kan snakke med en annen selv om det er et rom i mellom, og vi kan høre musikk og stemmer som kommer fra andre steder, siden lydbølgelengdene er av sammenlignbar størrelse eller større enn hverdagsobjekter..
Når du er i et rom ved siden av et annet der musikk spilles, høres lavere toner bedre. Det er fordi de har lengre bølgelengder enn de akutte, mer eller mindre dimensjonene på dører og vinduer, så de har ikke noe problem å bli diffraktert i dem, se følgende figur.
Diffraksjon gjør det også mulig å høre folks stemmer før de ser dem og støter på dem rundt hjørnet, siden dette er hindringen som bryter bølgene.
Lyd reflekterer også ganske bra av vegger, så begge egenskapene kombinerer for å gjøre lyden bøyd hjørner ganske bra..
Lyden av torden i det fjerne gjør det mulig å skille de fjerne fra de nærmere fordi de sistnevnte oppleves som skarpe og tørre, mer som å klikke og mindre rumling, siden de høye frekvensene (de med de høyeste lydene) fremdeles er til stede.
I kontrast, tordner fjernt og er mer bass, takket være lave frekvenser med lange bølgelengder er i stand til å unngå hindringer og reise videre. Høyere komponenter går tapt underveis fordi bølgelengden er mindre.
Sikkert har du lagt merke til når du kjører gjennom byen eller gjennom fjellområder at mottaket av noen radiostasjoner blekner eller mister kvalitet for å dukke opp igjen senere.
Radiobølger kan reise store avstander, men de opplever også diffraksjon når de møter bygninger i byen eller andre hindringer som åser og fjell..
Heldigvis, takket være diffraksjon, kan de overvinne disse hindringene, spesielt hvis bølgelengden er sammenlignbar med størrelsen. Jo lenger bølgelengden er, desto mer sannsynlig vil bølgen kunne komme seg rundt hindringen og fortsette på vei.
I følge bandet det er i, kan en stasjon ha bedre mottakelse enn en annen. Alt avhenger av bølgelengden, som er relatert til frekvens og hastighet som:
c = λ.F
I denne ligningen c er hastigheten, λ er bølgelengden og F er frekvensen. Elektromagnetiske bølger beveger seg med omtrent 300.000 km / s lysets hastighet i vakuum.
Så stasjoner i AM-båndet med frekvenser i området 525-1610 kHz vil mer sannsynlig oppleve diffraksjon enn de i FM-området med 88-108 MHz..
En enkel beregning med ovenstående ligning viser at AM-bølgelengder er mellom 186 og 571 m, mens for FM-stasjoner er disse bølgelengdene mellom 2,8 og 3,4 m. Bølgelengdene til FM-stasjoner er nærmere størrelsen på hindringer som bygninger og fjell.
Når lys passerer gjennom en smal spalte, i stedet for å se et helt jevnt opplyst område på den andre siden, er det som ses et karakteristisk mønster sammensatt av en bredere lys sentral sone, flankert av mørke bånd alternerende med lysbånd smalere.
I laboratoriet tillater et veldig godt skjerpet gammeldags barberblad og en stråle av monokromatisk lys fra en laser at dette diffraksjonsmønsteret blir verdsatt, som kan analyseres med bildebehandlingsprogramvare..
Lys opplever også diffraksjon når det passerer gjennom flere blenderåpninger. En enhet som brukes til å analysere lysets oppførsel ved å gjøre dette er diffraksjonsgitteret, som består av mange parallelle spalter med like mellomrom..
Diffraksjonsgitteret brukes i atomspektroskopi for å analysere lyset som kommer fra atomer, og det er også grunnlaget for å lage hologrammer som de som finnes på kredittkort..
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.