Diffraktion av ljudet vad är, exempel, applikationer

De diffraktion ljud Det är egenskapen som vågorna måste böja sig i kanterna på hinder eller öppningar av storlek lika med eller mindre än deras våglängd och fortsätta sprida. Genom att göra det snedvrider de sig själva och hur mycket mindre öppningen genom vilken de passerar, desto större kommer snedvridningen att vara.

Den här egenskapen är lätt att kontrollera med en våghink, som består av ett bricka fullt av vatten och en källa som genererar vågorna som placeras i ena änden. Källan kan vara så enkel som ett livligt metallband.

Figur 1. Vågdiffraktionsmönster. Källa: Stiller Beobachter från Ansbach, Tyskland [CC av 2.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenser/av/2.0)]

När källan är aktiverad genereras en vågfront som rör sig i magasinet och vilket ett hinder kan arkiveras med en öppning i mitten. Vågorna kommer att fixas för att övervinna öppningen och följa sin väg, men deras form kommer att ha förändrats beroende på slitsstorleken, för att distribuera när detta förflutna.

Följande bild visar samma vågfront som passerar genom två olika öppningar.

figur 2. Om öppningen är liten upplever vågorna större diffraktion. Källa: Jimregan på In.Wikibooks [CC BY-SA 3.0 (http: // Creativecommons.Org/licenser/BY-SA/3.0/]]

När öppningen minskas, breddar vågen och krökt märkbart. Å andra sidan, om öppningen är större, är deformation som upplever av vågen mycket lägre. Vågen fortsätter att gå framåt, men den sträcker sig inte eller utvecklas så mycket.

[TOC]

Exempel

De ovannämnda vågorna har bildats i vattnet i ett enkelt bricka. I mycket större skala är diffraktionen av vågorna runt öarna i figur 1, eftersom avståndet mellan dem är i storleksordningen på samma våglängd. Detta är nyckeln till att förstå fenomenet med diffraktion.

Som inträffar i havet upplever ljud och ljus också diffraktion, även om ljuset naturligtvis kräver mycket mindre öppningar, eftersom våglängderna för synligt ljus är mellan 400 och 700 nanometer eller Meter Me Subway.

Det kan tjäna dig: absolut tryck: formel, hur det beräknas, exempel, övningar

Till exempel fungerar mycket små partiklar i atmosfären som hinder för ljuset till diffraktion, vilket orsakar ringar runt mycket ljusa föremål som ljus och sol.

Ljudvågor underlättas istället, eftersom deras våglängd är mätarnas ordning, så det räcker med öppningar av storleken på dörrar och fönster att inträffa.

Diffraktion är en unik egenskap hos vågor. Föreställ dig ett ögonblick att det istället för vatten var en jet av marmor vad som hände genom öppningarna.

Jet av kulor kommer att fortsätta röra sig i en rak linje, istället för att omedelbart sprida genom det tillgängliga utrymmet, som vågorna gör. Definitivt materiella partiklar på makroskopisk nivå upplever inte diffraktion, men elektroner, som fortfarande har massa, kan göra det.

Det är därför varje fysiskt fenomen som manifesteras genom diffraktion måste vara böljande typ. De andra två karakteristiska egenskaperna är störningar och polarisering, är brytningen och reflektionen tillämplig lika på materiepartiklarna.

Uppskattande ljuddiffraktion

En person kan prata med en annan även om det finns ett rum däremellan och vi kan lyssna på musik och röster från andra platser, eftersom ljudvåglängder är jämförbara eller större än vardagliga föremål.

När du är i ett rum intill ett annat där musik låter hörs de allvarligaste tonerna bättre. Det beror på att de har längre våglängder än de akuta, mer eller mindre av dimensionerna på dörrar och fönster, så de har inga besvär i diffrakterande i dem, se följande figur.

Figur 3. För samma öppning är vågorna vars våglängd är jämförbar i storlek mer diffrakt. Källa: Självgjord.

Diffraktion tillåter också människors röster att höras innan de ser dem och snubblar.

Kan tjäna dig: höger handregel

Ljudet återspeglas också ganska bra på väggarna, så båda egenskaperna kombineras för att göra det dubbla ljudet hörnen.

Ljudet av åska på avstånd gör det möjligt att skilja det avlägsna från de närmaste eftersom de senare är uppfattade skarpa och torra, mer som klick och mindre rumble, eftersom de höga frekvenserna (de av de mest akuta ljuden) fortfarande finns närvarande.

Å andra sidan, avlägsna åska och är mer allvarliga, tack vare de låga frekvenserna med långa våglängder kan undvika hinder och resa vidare. De mest akuta komponenterna går förlorade på vägen eftersom deras våglängd är mindre.

Ansökningar

Radiovågdiffraktion

Visst kommer du att ha märkt när du körde genom staden eller av bergsområden att mottagandet av vissa radiostationer bleknar eller förlorar kvaliteten att dyka upp senare senare.

Radiovågor kan röra sig på grund av stora avstånd, men de upplever också diffraktion när de hittar byggnader i staden eller andra hinder som kullar och berg.

Lyckligtvis tack vare diffraktion kan de spara dessa hinder, särskilt om våglängden är jämförbar med deras storlek. En större våglängd, vågen är mer benägna att kunna övervinna hindret och följa dess väg.

Enligt bandet där det är kan en station ha en bättre mottagning än en annan. Det beror på våglängden, som är relaterad till frekvens och hastighet som:

C = λ.F

I denna ekvation c Det är hastighet, λ är våglängden och F Det är frekvensen. Elektromagnetiska vågor rör sig ungefär 300.000 km/s ljusets hastighet i vakuum.

Bättre mottagare

Så att stationerna i AM-bandet vars frekvenser ligger i intervallet 525-1610 kHz är mer benägna att uppleva diffraktion än i FM-intervallet med 88-108 MHz.

Kan tjäna dig: döda laster: egenskaper, beräkning, exempel

En enkel beräkning med föregående ekvation visar att AM -våglängderna är mellan 186 och 571 m, medan dessa längder är mellan 2 för FM -stationer mellan 2.8 och 3.4 m. Våglängderna för FM -stationer är närmare storleken på hinder som byggnader och berg.

Ljusdiffraktion

När ljuset passerar genom en smal slits, istället för att observera på andra sidan en hel upplyst region, är det som ses är ett karakteristiskt mönster som består av ett tydligt centralt område, flankerat av mörka band som växlar med lätta band smalare.

I laboratoriet, ett mycket väl -skakande gammalt rakknivblad och en stråle av monokromatiskt ljus från en laser gör det möjligt att uppskatta detta diffraktionsmönster, som kan analyseras med bildprogramvara.

Ljus upplever också diffraktion när det korsar flera öppningar. En enhet som används för att analysera ljusets beteende när du gör detta är diffraktionsnätet, som består av många lika separerade parallella slitsar.

Diffraktionsnätet används i atomspektroskopi för att analysera ljus från atomer, och det är också grunden för skapandet av hologram som de som finns i kreditkort.

Referenser

1. Giancoli, D.  2006. Fysik: Principer med applikationer. Sjätte. Ed Prentice Hall. 313-314.
2. Serway, R., Jewett, J. (2008). Fysik för vetenskap och teknik. Volym 1. 7th. Ed. Cengage Learning. 1077-1086.
3. Tippens, s. 2011. Fysik: koncept och applikationer. Sjunde upplagan. McGraw Hill. 441-463.
4. Wilson, J. 2011. Fysik 12. Pearson Education. 250-257
5. Wikipedia. Diffraktion. Återhämtad från: in.Wikipedia.org.