Diffraksjon av lyden hva er, eksempler, applikasjoner

De diffraksjon lyd Det er eiendommen som bølgene må bøye seg i kantene på hindringene eller åpningene av størrelse lik eller mindre enn deres bølgelengde og fortsette å spre. Ved å gjøre det forvrenger de seg selv og hvor mye mindre åpningen de passerer, desto større er den forvrengningen vil være.

Denne egenskapen er enkel å sjekke ved hjelp av en bølgebøtte, som består av et brett fullt av vann og en kilde som genererer bølgene plassert i den ene enden. Kilden kan være så enkel som et pulserende metallbånd.

Figur 1. Bølgediffraksjonsmønstre. Kilde: Stiller Beobachter fra Ansbach, Tyskland [CC av 2.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/av/2.0)]

Når kilden er aktivert, genereres en bølgefront som beveger seg i brettet og som en hindring kan arkiveres med en åpning i midten. Bølgene vil bli løst for å overvinne åpningen og følge veien, men formen deres vil ha endret seg i henhold til størrelsen på spalten, for å distribuere en gang denne fortiden.

Følgende bilde viser den samme bølgefronten som går gjennom to forskjellige åpninger.

Figur 2. Hvis åpningen er liten, opplever bølgene større diffraksjon. Kilde: Jimregan på i.Wikibooks [CC BY-SA 3.0 (http: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/3.0/]]

Når åpningen reduseres, utvides og buet bølgen betydelig. På den annen side, hvis åpningen er større, er deformasjonen som bølgen opplever mye lavere. Bølgen fortsetter å gå videre, men den strekker seg ikke eller utfolder seg så mye.

[TOC]

Eksempler

De nevnte bølgene har dannet seg i vannet i et enkelt brett. I mye større skala diffraksjonen av bølgene rundt øyene i figur 1, siden avstanden mellom dem er i størrelsesorden bølgelengden til den samme. Dette er nøkkelen til å forstå fenomenet diffraksjon.

Som forekommer i havet, opplever lyd og lys også diffraksjon, selv om lyset selvfølgelig krever mye mindre åpninger, siden bølgelengdene til synlig lys er mellom 400 og 700 nanometer eller måler ME -t -banen.

Det kan tjene deg: absolutt trykk: formel, hvordan det beregnes, eksempler, øvelser

For eksempel fungerer veldig små partikler av atmosfæren som hindringer for at lyset til diffraksjon, og forårsaker ringer rundt veldig lyse gjenstander som lys og sol.

Lydbølger i stedet blir tilrettelagt, siden bølgelengden er størrelsesorden på målerne, så det er nok med åpninger av størrelsen på dører og vinduer som skal skje.

Diffraksjon er en unik eiendom av bølger. Se for deg et øyeblikk at i stedet for vann var det en jet med klinkekuler hva som skjedde gjennom åpningene.

Strålen med klinkekuler vil fortsette å bevege seg i en rett linje, i stedet for umiddelbart å spre seg gjennom det tilgjengelige rommet, slik bølgene gjør. Definitivt materialpartikler på makroskopisk nivå opplever ikke diffraksjon, men elektroner, som fremdeles har masse, kan gjøre det.

Det er grunnen til at hvert fysisk fenomen som manifesterer seg gjennom diffraksjon, må være bølgende type. De to andre karakteristiske egenskapene er interferens og polarisering, og er refraksjon og refleksjon som gjelder likt for materialpartiklene.

Setter pris på lyddiffraksjon

En person kan snakke med en annen selv om det er et rom i mellom og vi kan lytte til musikk og stemmer fra andre steder, siden lydbølgelengder er sammenlignbare eller større enn hverdagsobjekter.

Når du er i et rom ved siden av et annet der musikken høres ut, blir de mest alvorlige tonene hørt bedre. Det skyldes at de har lengre bølgelengder enn de akutte, mer eller mindre av dimensjonene til dører og vinduer, så de har ingen ulemper i diffrahering i dem, se følgende figur.

Figur 3. For samme åpning er bølgene hvis bølgelengde er sammenlignbare i størrelse, mer diffaktive. Kilde: Selvlaget.

Diffraksjon lar også folks stemmer bli hørt før de ser dem og snubler.

Kan tjene deg: Høyre håndregel

Lyden gjenspeiles også ganske bra på veggene, så begge egenskapene er kombinert for å få dobbeltlyden til hjørnene.

Lyden av torden i det fjerne gjør det mulig å skille de fjerne fra de nærmeste fordi sistnevnte blir oppfattet skarpe og tørre, mer som klikk og mindre rumble, siden de høye frekvensene (de av de mest akutte lydene) fremdeles er til stede.

På den annen side rumler fjerne torden og er mer alvorlige, takket være de lave frekvensene med lange bølgelengder er i stand til å unndra seg hindringer og reise videre. De mest akutte komponentene går tapt underveis fordi bølgelengden deres er mindre.

applikasjoner

Radiobølgediffraksjon

Du vil sikkert ha lagt merke til mens du kjører gjennom byen eller ved fjellområder at mottakelsen av noen radiostasjoner blir falmet eller mister kvaliteten for å dukke opp igjen senere.

Radiobølger kan bevege seg på grunn av store avstander, men de opplever også diffraksjon når de finner bygninger i byen eller andre hindringer som åser og fjell.

Heldigvis takket være diffraksjon kan de redde disse hindringene, spesielt hvis bølgelengden er sammenlignbar med størrelsen. En større bølgelengde, er det mer sannsynlig at bølgen kan overvinne hindringen og følge banen.

I følge bandet det er, kan en stasjon ha en bedre mottakelse enn en annen. Det hele avhenger av bølgelengden, som er relatert til frekvens og hastighet som:

C = λ.F

I denne ligningen c Det er hastighet, λ er bølgelengden og F Det er frekvensen. Elektromagnetiske bølger beveger seg cirka 300.000 km/s lysets hastighet i vakuum.

Bedre resepsjonsjester

Slik at stasjonene i AM-båndet hvis frekvenser er i området 525-1610 kHz, er mer sannsynlig å oppleve diffraksjon enn de i FM-området med 88-108 MHz.

Kan tjene deg: døde belastninger: egenskaper, beregning, eksempler

En enkel beregning med den forrige ligningen viser at AM -bølgelengdene er mellom 186 og 571 m, mens for FM -stasjoner er disse lengdene mellom 2.8 og 3.4 m. Bølgelengdene til FM -stasjoner er nærmere størrelsen på hindringer som bygninger og fjell.

Lysdiffraksjon

Når lyset passerer gjennom en smal spalte, i stedet for å observere på den andre siden en hel opplyst område, er det som sees et karakteristisk mønster sammensatt av et klart sentralt område, flankert av mørke bånd vekslende med lette bånd smalere.

På laboratoriet, et veldig godt skarp gammelt -fashioned barberblad og en stråle av monokromatisk lys fra en laser, tillater å sette pris på dette diffraksjonsmønsteret, som kan analyseres med bildeprogramvare.

Lys opplever også diffraksjon når det krysser flere åpninger. En enhet som brukes til å analysere lysets oppførsel når du gjør dette, er diffraksjonsnettet, som består av mange like adskilt parallelle spalter.

Diffraksjonsnettet brukes i atomspektroskopi for å analysere lys fra atomer, og det er også grunnlaget for å lage hologrammer som de som finnes i kredittkort.

Referanser

1. Giancoli, d.  2006. Fysikk: Prinsipper med applikasjoner. 6. Ed Prentice Hall. 313-314.
2. Serway, r., Jewett, J. (2008). Fysikk for vitenskap og ingeniørfag. Volum 1. 7. Ed. Cengage Learning. 1077-1086.
3. Tippens, p. 2011. Fysikk: konsepter og applikasjoner. 7. utgave. McGraw Hill. 441-463.
4. Wilson, J. 2011. Fysikk 12. Pearson Education. 250-257
5. Wikipedia. Diffraksjon. Gjenopprettet fra: i.Wikipedia.org.