Diffraksjon av lyden hva den består av, eksempler, applikasjoner

De Lyddiffraksjon Det er fenomenet som oppstår når lyden er buet og sprer seg rundt en åpning eller hindring. Det er vanlig for alle bølger: Når lydbølgen når en åpning eller en hindring, blir punktene i planet kilder og avgir andre.

Lyd er nettopp en trykkbølge som sprer seg gjennom luften og også gjennom vann og faste stoffer. I motsetning til lyset, som også er en bølge, kan ikke lyden spre seg på grunn av tomrommet. Dette er fordi lyset fungerer helt annerledes: det er en elektromagnetisk bølge.

Figur 1. Flatbølge som påvirker sporet og diffrahering. Kilde: Pixabay

Nøkkelen i fenomenet diffraksjon er størrelsen på hindringen i forhold til bølgelengden: diffraksjon er mer intens når hindringen har dimensjoner som kan sammenlignes med bølgelengden.

I lyden er bølgelengden i rekkefølgen på målerne, mens lysets orden er i rekkefølgen på hundrevis av nanometer. Mens lyden har en menneskelig skala, har lyset en skala av en mikrobe. 

Denne enorme forskjellen i omfanget av bølgelengden mellom lyden og lyset er bak det faktum at vi kan høre en samtale etter et hjørne uten at vi kan observere de som snakker.  

Og det er at lyden er i stand til å kurve gjennom hjørnet, mens lyset fremdeles er rett. Dette fenomenet krumning i spredningen av lydbølgen er nettopp diffraksjonen av lyden.

[TOC]

Lyd

Lyd forstås som trykkbølgene som reiser gjennom luften og som forstås i det hørbare området.

Kan tjene deg: Angular Momentum: Mengde, bevaring, eksempler, øvelser

Det hørbare området for øret til et ungt menneske og ingen auditive problemer er mellom 20 Hz og 20.000 Hz. Denne marginen smalner vanligvis med alderen.

Lave toner eller frekvenser er mellom kl. 20.00 og 256 Hz. De midterste tonene mellom 256 Hz til 2000 Hz. Og akutte toner er de mellom 2 kHz til 20 kHz.

Lydens hastighet i atmosfæretrykket på 1 atm og ved 0 ºC er 331 m/s. Forholdet mellom hastighet v av forplantning av en bølge med sin bølgelengde λ og dens frekvens F er den neste:

V = λ⋅f

Fra dette forholdet har vi at bølgelengden har følgende områder:

- Lave toner: 16,5 m til 1,3 m.

- Medium toner: 130 cm ved 17 cm.

- Høye toner: 17 cm ved 1,7 cm.

Lyddiffraksjonseksempler

Den åpne døren til et auditorium

Et auditorium eller konsertsal er generelt et lukket kabinett med vegger som absorberer lyd som forhindrer refleksjon.

Imidlertid, hvis auditoriumdøren er åpen, kan konserten høres uten problemer, selv når orkesteret forblir utenfor synet.

Hvis du er rett ved døren, kan hele lyder av lyder oppfattes. Imidlertid, hvis du er på den ene siden, vil alvorlige lyder bli hørt, mens de akutte ikke gjør det. 

Alvorlige lyder har en lang bølgelengde, og det er grunnen til at de kan omgi døren og bli hørt bak den. Alt skyldes fenomenet diffraksjon.

Bak boksen til en høyttaler

En høyttaler eller høyttaler avgir et bredt spekter av bølgelengder. Høyttalerboksen er i seg selv en hindring som produserer en skygge lyd bak henne. 

Kan tjene deg: Spenningstest: Hvordan det gjøres, egenskaper, eksempler

Denne skyggen av lyd er klar for høye frekvenser, som ikke kan høres bak høyttaleren, mens bassen og en del av strømpene kan lytte fordi de går rundt enheten.

Det forrige eksperimentet fungerer best på et åpent rom, fordi det må.

Musikernes band på gaten

Et band med musikere som spiller på gaten kan bli hørt fra en kryssgate som artister ikke kan sees.

Årsaken, som vi sa før, er at lydretningen er i stand til å kurve og krysse hjørnet, mens lyset reiser i en rett linje.

Imidlertid er denne effekten ikke den samme for alle bølgelengder. Lang bølge.

Av den grunn i Cross Street, hvor musikere ikke er delt, blir ikke akutte instrumenter som trompeter og fioliner hørt godt, mens trommer og trommer blir hørt tydeligere.

Figur 2. Diffraksjon av lyd på en gate. Kilde: Selvlaget

I tillegg er lave lange bølgelengdetoner mindre dempe.

Dyr som benytter seg av lave frekvenser

Elefanter avgir veldig lav frekvens og veldig lange bølgelengdebølger for å kommunisere med sine jevnaldrende på store avstander. Hvaler gjør også det, noe som også tillater god avstandskommunikasjon.

Det kan tjene deg: imantasjon: hva som består, metode og eksempler

Lyddiffraksjonsapplikasjoner

Økt hørselsområde

For at en høyttaler skal ha et omfattende hørselsområde, må hornbredden være mindre enn bølgelengden til lyden som avgir. 

Det er en spesifikk horndesign som drar fordel av lyddiffraksjon: det er spredningshornet.

Det antas generelt at jo høyere membranen til hornet dekker jo mer område. Imidlertid er membranen i spredningshornet liten, og formen på det er det som får lyden til å utvide å dra nytte av fenomenet lyddiffraksjon. 

Hornformen er som en munnhorn eller rektangulær utgang av lavere størrelse enn bølgelengdene den avgir.

Riktig installasjon av denne typen høyttalere gjøres med den korte siden av den rektangulære munnen horisontalt og langsiden vertikalt. På denne måten oppnås større amplitude av horisontal dekning og retning av lyden parallelt med bakken.

Referanser

1. Fysikk/akustikk/lydforplantning. Gjenopprettet fra: er.Wikibooks.org
2. Buildedia. Lyddiffraksjon. Gjenopprettet fra: Konstrumatisk.com
3. Diffraksjon (lyd). Gjenopprettet fra: esacademic.com
4. Fysikklasserommet. DIFFFRACTION OF SOUND WAVES. Gjenopprettet fra: PhysicsClassroom.com
5. Wikipedia. Diffraksjon (lyd). Gjenopprettet fra Wikipedia.com