Plik dyfrakcja dźwięk Jest to właściwość fal polegająca na wyginaniu się na krawędziach przeszkód lub otworów równych lub mniejszych od ich długości fali i kontynuowaniu rozchodzenia się. W ten sposób są zniekształcone, a im mniejszy otwór, przez który przechodzą, tym większe będzie to zniekształcenie..
Właściwość tę można łatwo zweryfikować za pomocą wiadra z falami, które składa się z tacy wypełnionej wodą oraz źródła generującego fale umieszczone na jednym końcu. Źródłem może być tak proste, jak wibrująca metalowa opaska.
Gdy źródło jest aktywowane, generowany jest front fali, który porusza się w tacce i do którego można wstawić przeszkodę z otworem pośrodku. Fale zdołają ominąć otwór i kontynuować swoją drogę, ale ich kształt zmieni się w zależności od rozmiaru szczeliny, aby rozwinąć się po przekroczeniu tego.
Poniższy obraz przedstawia to samo czoło fali przechodzące przez dwa otwory o różnych rozmiarach..
Kiedy apertura jest zmniejszona, fala rozszerza się i znacznie się zakrzywia. Z drugiej strony, jeśli otwór jest większy, odkształcenie, którego doświadcza fala, jest znacznie mniejsze. Fala nadal się rozwija, ale nie rozprzestrzenia się ani nie rozwija tak bardzo.
Indeks artykułów
Wspomniane fale powstały w wodzie z prostej tacki. W znacznie większej skali można zaobserwować dyfrakcję fal wokół wysp z fig. 1, ponieważ odległość między nimi jest rzędu długości ich fali. Jest to klucz do zrozumienia zjawiska dyfrakcji..
Podobnie jak w oceanie, dyfrakcja występuje również w dźwięku i świetle, chociaż oczywiście światło wymaga znacznie mniejszych apertur, ponieważ długości fal światła widzialnego mieszczą się w zakresie od 400 do 700 nanometrów lub bilionowych części metra..
Na przykład drobne cząsteczki w atmosferze działają jak przeszkody dla ugięcia światła, powodując, że pierścienie są widoczne wokół bardzo świecących obiektów, takich jak światło i słońce..
Z drugiej strony dyfrakcję ułatwiają fale dźwiękowe, ponieważ ich długość jest rzędu metrów, więc przy otworach wielkości drzwi i okien wystarczy do jej wystąpienia..
Dyfrakcja to wyjątkowa właściwość fal. Wyobraźmy sobie przez chwilę, że zamiast wody przez otwory przechodził strumień kulek.
Strumień kulek będzie nadal poruszał się w linii prostej, zamiast natychmiast rozproszyć się w dostępnej przestrzeni, jak robią to fale. Zdecydowanie cząstki materiału na poziomie makroskopowym nie ulegają dyfrakcji, ale elektrony, nawet mające masę, mogą..
Z tego powodu wszystkie zjawiska fizyczne, które przejawiają się poprzez dyfrakcję, muszą mieć charakter falowy. Pozostałe dwie charakterystyczne właściwości to interferencja i polaryzacja, przy czym załamanie i odbicie w równym stopniu dotyczą cząstek materii..
Jedna osoba może rozmawiać z drugą, nawet jeśli pomiędzy nimi jest pomieszczenie i słyszymy muzykę i głosy dochodzące z innych miejsc, ponieważ długości fal dźwięku są porównywalnej wielkości lub większe niż przedmioty codziennego użytku.
Kiedy znajdujesz się w pomieszczeniu sąsiadującym z innym, w którym gra muzyka, niższe tony są lepiej słyszalne. Dzieje się tak, ponieważ mają one długość fal dłuższą niż ostre, mniej więcej wymiary drzwi i okien, więc nie mają problemu z ugięciem w nich, patrz poniższy rysunek.
Dyfrakcja pozwala również usłyszeć głosy ludzi, zanim je zobaczą i wpadną na nich za rogiem, ponieważ jest to przeszkoda, która ugina fale.
Dźwięk również dobrze odbija się od ścian, więc obie właściwości łączą się, aby dźwięk całkiem dobrze zaginał narożniki..
Dźwięk grzmotu w oddali pozwala odróżnić odległe od bliższych, ponieważ te ostatnie są odbierane jako ostre i suche, bardziej przypominające klikanie i mniej dudnienia, ponieważ wysokie częstotliwości (te z najwyższych dźwięków) są nadal obecne.
Natomiast odległy grzmot dudni i są bardziej basowe, dzięki niskim częstotliwościom o długich falach są w stanie omijać przeszkody i podróżować dalej. Po drodze gubią się wyższe składowe, ponieważ ich długość fali jest mniejsza.
Z pewnością zauważyłeś podczas jazdy przez miasto lub obszary górskie, że odbiór niektórych stacji radiowych zanika lub traci jakość, aby pojawić się później.
Fale radiowe mogą przemieszczać się na duże odległości, ale także ulegają dyfrakcji, gdy napotykają budynki w mieście lub inne przeszkody, takie jak wzgórza i góry..
Na szczęście dzięki dyfrakcji potrafią pokonać te przeszkody, zwłaszcza jeśli długość fali jest porównywalna z ich wielkością. Im dłuższa długość fali, tym większe prawdopodobieństwo, że fala będzie w stanie ominąć przeszkodę i kontynuować swoją drogę.
W zależności od pasma, w którym się znajduje, jedna stacja może mieć lepszy odbiór niż inna. Wszystko zależy od długości fali, która jest związana z częstotliwością i prędkością jako:
c = λ.fa
W tym równaniu do jest prędkością, λ jest długością fali i fa to częstotliwość. Fale elektromagnetyczne poruszają się z prędkością około 300 000 km / s z prędkością światła w próżni.
Zatem stacje w paśmie AM, których częstotliwości mieszczą się w zakresie 525-1610 kHz, są bardziej narażone na dyfrakcję niż stacje w zakresie FM z 88-108 MHz..
Proste obliczenia za pomocą powyższego równania pokazują, że długości fal AM mieszczą się w przedziale od 186 do 571 m, podczas gdy dla stacji FM te długości fal mieszczą się w przedziale od 2,8 do 3,4 m. Długości fal stacji FM są bliższe rozmiarom przeszkód, takich jak budynki i góry.
Kiedy światło przechodzi przez wąską szczelinę, zamiast widzieć cały równomiernie oświetlony obszar po drugiej stronie, widać charakterystyczny wzór złożony z szerszej środkowej strefy światła, otoczonej ciemnymi pasmami naprzemiennie z jasnymi pasmami węższymi.
W laboratorium bardzo dobrze naostrzona staromodna żyletka i wiązka monochromatycznego światła z lasera pozwalają docenić ten wzór dyfrakcji, który można przeanalizować za pomocą oprogramowania do obrazowania.
Światło ulega również dyfrakcji, gdy przechodzi przez wiele szczelin. Jednym z urządzeń wykorzystywanych do analizy zachowania światła przy tym jest siatka dyfrakcyjna, która składa się z wielu równo rozmieszczonych równoległych szczelin..
Siatka dyfrakcyjna jest wykorzystywana w spektroskopii atomowej do analizy światła pochodzącego z atomów, a także jest podstawą do tworzenia hologramów, takich jak te znajdujące się na kartach kredytowych..
Jeszcze bez komentarzy