Det diffraktion lyd Det er den egenskab, som bølger har at bøje sig ved kanterne af forhindringer eller åbninger, der er lig med eller mindre end deres bølgelængde og fortsætter med at udbrede sig. Ved at gøre det forvrænges de, og jo mindre åbningen de går igennem, jo større bliver forvrængningen..
Denne egenskab er let at verificere ved hjælp af en bølgespand, der består af en bakke fyldt med vand og en kilde, der genererer bølgerne placeret i den ene ende. Kilden kan være så enkel som et vibrerende metalbånd.
Når kilden aktiveres, genereres en bølgefront, der bevæger sig i bakken, og hvortil en forhindring kan placeres med en åbning i midten. Bølgerne formår at komme rundt om åbningen og fortsætte på deres vej, men deres form vil have ændret sig efter spalteens størrelse for at udfolde sig en gang forbi dette.
Det følgende billede viser den samme bølgefront, der passerer gennem to åbninger i forskellige størrelser..
Når blænden reduceres, udvides bølgen og kurver mærkbart. På den anden side, hvis åbningen er større, er deformationen, der opleves af bølgen, meget mindre. Bølgen fortsætter med at bevæge sig, men den spredes eller udfolder sig ikke så meget.
Artikelindeks
De nævnte bølger er dannet i vandet på en simpel bakke. I en meget større skala kan diffraktion af bølgerne omkring øerne i figur 1 ses, da afstanden mellem dem er i størrelsesordenen deres bølgelængde. Dette er nøglen til at forstå fænomenet diffraktion..
Som i havet oplever lyd og lys også diffraktion, skønt lys naturligvis kræver meget mindre blænder, da bølgelængderne for synligt lys er mellem 400 og 700 nanometer eller billioner af en meter..
For eksempel fungerer de bittesmå partikler i atmosfæren som hindringer for, at lys kan diffundere, hvilket får ringe til at ses omkring meget lysende genstande som f.eks. Lys og solen..
På den anden side letter diffraktion af lydbølger, da deres bølgelængde er i størrelsesordenen meter, så det er nok med åbninger i størrelsen af døre og vinduer, for at det kan forekomme..
Diffraktion er en unik bølgeegenskab. Lad os forestille os et øjeblik, at det i stedet for vand var en strøm af kugler, der passerede gennem åbningerne.
Kuglen af kugler vil fortsætte med at bevæge sig i en lige linje i stedet for straks at sprede sig over det ledige rum, som bølger gør. Definitivt gennemgår materialepartiklerne på makroskopisk niveau ikke diffraktion, men elektronerne, selv med masse, kan..
Af denne grund skal alle fysiske fænomener, der manifesteres ved diffraktion, være af bølgetypen. De to andre karakteristiske egenskaber er interferens og polarisering, med refraktion og refleksion, der også gælder for stofpartikler..
En person kan tale med en anden, selvom der er et rum imellem, og vi kan høre musik og stemmer, der kommer fra andre steder, da lydbølgelængderne er af sammenlignelig størrelse eller større end hverdagsgenstande.
Når du er i et rum ved siden af et andet, hvor der afspilles musik, høres lavere toner bedre. Det er fordi de har bølgelængder længere end de akutte, mere eller mindre dimensionerne på døre og vinduer, så de har ikke noget problem med at blive diffrakteret i dem, se følgende figur.
Diffraktion tillader også folks stemmer at blive hørt, før de ser dem og støder på dem rundt om hjørnet, da dette er den forhindring, der diffunderer bølgerne.
Lyd reflekterer også væggene ganske godt, så begge egenskaber kombinerer for at gøre lyden bøjet hjørner ganske godt..
Tordenlyden i det fjerne gør det muligt at skelne de fjerne fra de tættere, fordi sidstnævnte opfattes som skarpe og tørre, mere som at klikke og mindre rumlende, da de høje frekvenser (de af de højeste lyde) stadig er til stede.
I modsætning hertil rummer fjernt torden og er mere bas takket være de lave frekvenser med lange bølgelængder er i stand til at undgå forhindringer og rejse videre. Højere komponenter går tabt undervejs, fordi deres bølgelængde er mindre.
Du har helt sikkert bemærket, mens du kører gennem byen eller gennem bjergrige områder, at modtagelsen af nogle radiostationer falmer eller mister kvalitet for at dukke op igen senere.
Radiobølger kan rejse store afstande, men de oplever også diffraktion, når de møder bygninger i byen eller andre forhindringer som bakker og bjerge..
Heldigvis takket være diffraktion kan de overvinde disse forhindringer, især hvis bølgelængden kan sammenlignes med deres størrelse. Jo længere bølgelængden er, desto mere sandsynligt vil bølgen være i stand til at komme omkring forhindringen og fortsætte sin vej.
Ifølge bandet, det er i, kan en station muligvis have bedre modtagelse end en anden. Det hele afhænger af bølgelængden, som er relateret til frekvens og hastighed som:
c = λ.F
I denne ligning c er hastigheden, λ er bølgelængden og F er frekvensen. Elektromagnetiske bølger bevæger sig med cirka 300.000 km / s lysets hastighed i vakuum.
Så stationer i AM-båndet, hvis frekvenser er i området 525-1610 kHz, er mere tilbøjelige til at opleve diffraktion end dem i FM-området med 88-108 MHz..
En simpel beregning med ovenstående ligning viser, at AM-bølgelængder er mellem 186 og 571 m, mens for FM-stationer er disse bølgelængder mellem 2,8 og 3,4 m. Bølgelængderne på FM-stationer er tættere på størrelsen af forhindringer som bygninger og bjerge.
Når lys passerer gennem en smal spalte i stedet for at se et helt ensartet oplyst område på den anden side, er det, der ses, et karakteristisk mønster sammensat af en bredere lys centralzone flankeret af mørke bånd alternerende med lysbånd smallere.
I laboratoriet tillader et meget godt slibet gammeldags barberblad og en stråle af monokromatisk lys fra en laser, at dette diffraktionsmønster kan forstås, hvilket kan analyseres med billeddannelsessoftware.
Lys oplever også diffraktion, når det passerer gennem flere åbninger. En enhed, der bruges til at analysere lysets opførsel ved at gøre dette, er diffraktionsgitteret, som består af mange parallelle spalter med lige stor afstand..
Diffraktionsgitteret bruges i atomspektroskopi til at analysere lyset, der kommer fra atomer, og det er også grundlaget for at skabe hologrammer som dem, der findes på kreditkort..
Endnu ingen kommentarer