De golfdiffractie Het is de afwijking van de richting waarin de golven zich voortplanten wanneer ze een obstakel tegenkomen, dat een vast object of een opening kan zijn. Bij het raken van het obstakel wordt de golf vervormd en omgeeft deze. Maar om het effect goed te kunnen waarderen, moet de grootte van het obstakel vergelijkbaar zijn met die van de golflengte.
Het fenomeen van golfdiffractie wordt verklaard volgens het Huygens-principe, ontdekt door de Nederlandse natuurkundige Christian Huygens in 1678. Er wordt gesteld dat wanneer de storing een medium bereikt, elk punt zich gedraagt als een emitter van nieuwe golven met dezelfde snelheid. en frequentie als het origineel.
Op deze manier wordt continu een nieuw golffront geproduceerd, dat kan worden gevisualiseerd door de omhullende van elke uitgezonden secundaire golf te volgen..
Dit golffront heeft natuurlijk oneindig veel punten, maar juist op de plaats van het obstakel is er een enkel golffront dat als emitter fungeert, waardoor de golf het obstakel kan omzeilen, buigen en zich naar de andere kant kan voortplanten..
Artikel index
Diffractie is een kenmerkend fenomeen van alle golven, inclusief lichtgolven en akoestische golven. Als een straal deeltjes naar een van openingen voorzien scherm wordt afgevuurd, gedraagt de straal zich niet op dezelfde manier als een golf zoals bijvoorbeeld licht zou doen, aangezien de stroom deeltjes niet zou worden vervormd om te worden gebogen door het obstakel of het tussenliggende openen, maar zou in een rechte lijn doorgaan.
De eerste die het fenomeen van de diffractie van licht experimenteerde en documenteerde, was de Italiaanse wetenschapper en priester Francesco María Grimaldi (1618-1663), en ook die het zijn naam gaf.
Zoals Grimaldi deed, is te zien dat door zonlicht in een donkere kamer te laten vallen en het op de muur te projecteren door een karton met een klein gaatje of sleuf, de lichtvlek groter is dan verwacht.
Ook is te zien dat de randen niet scherp zijn en hoewel het niet zo eenvoudig waar te nemen is, hebben de randen in de schaduw een diffuus franjespatroon. Maar als monochromatisch licht wordt gebruikt, zoals dat van een laser, is er een meer uitgesproken streeppatroon..
De diffractie van licht is niet zo duidelijk als die van geluid of oceaangolven, omdat het obstakel of de opening een lengte moet hebben die vergelijkbaar is met die van de golflengte. Zichtbaar licht heeft golflengten tussen 400-700 nanometer (1 nanometer = 10-9 meter).
Daarom, hoe smaller de spleet waardoor het licht dat op de muur of het scherm wordt geprojecteerd, wordt doorgelaten, is het duidelijker dat er geen abrupte verandering is tussen de verlichte en donkere gebieden..
Diffractie van licht is een beperking voor de lichtmicroscoop. Wanneer een object kleiner is dan de golflengte van licht, is er geen manier om het te zien, omdat diffractie het beeld van het object volledig vervaagt.
Daarom gebruiken wetenschappers elektronen om zeer kleine structuren te verlichten, aangezien de golflengte van een elektronenbundel korter is dan die van licht. Het komt voor dat elektronen een tweeledig karakter hebben en zich als golven kunnen gedragen.
De diffractie van zeegolven is duidelijk te zien rond rotsen en kleine eilanden, vooral wanneer de afstand tussen deze rotsen erg lijkt op de golflengte van de golven..
Diffractie treedt niet alleen op bij zichtbaar licht, maar ook bij de rest van het elektromagnetische spectrum. Door een kristallijne structuur voor een röntgenbundel te plaatsen, produceert de diffractie die ze ervaren een patroon dat afhankelijk is van die structuur.
Deze diffractie is te wijten aan de interactie tussen de röntgenstralen en de buitenste elektronen van de kristalatomen..
Veel dieren communiceren met elkaar door geluiden uit te zenden die vanwege hun lage frequentie onhoorbaar zijn voor mensen. Het hoorbare bereik van mensen is erg breed, oscillerend tussen 20 en 20.000 Hz, maar dieren zoals de Afrikaanse olifant zijn in staat om geluiden uit te zenden met frequenties lager dan 20 Hz.
Het fenomeen helpt hen te communiceren over de uitgestrekte Afrikaanse savannes, want hoe lager de frequentie, hoe gemakkelijker akoestische golven worden afgebogen. Wanneer ze rotsen, bomen en struiken tegenkomen, wordt het ene deel weerspiegeld in het obstakel en het andere breidt zich uit voorbij het obstakel en vult onmiddellijk de omgeving als het voorbijgaat..
Dit helpt packleden om elkaar gemakkelijk te vinden..
Maar niet alleen dikhuiden maken gebruik van deze eigenschap van geluid, neushoorns, giraffen en krokodillen zijn ook in staat om laagfrequente geluiden te gebruiken. Zelfs het gebrul van tijgers bevat lage frequenties, die volgens experts bijdragen aan het verlammen van de prooi.
Het zijn luidsprekers die dienen om boten te begeleiden in gebieden waar mist een goed zicht belemmert. Evenzo hebben boten deze hoorns om te waarschuwen voor hun aanwezigheid en zo ongelukken te voorkomen.
Misthoorns zenden laagfrequente geluiden uit, dat wil zeggen basnoten, omdat zoals hierboven uitgelegd, laagfrequente geluiden meer worden afgebogen dan hoogfrequente geluiden en ook grotere afstanden afleggen.
Dit laatste is te wijten aan het feit dat de verzwakking van de geluidsgolf lager is naarmate de frequentie lager is. Om deze reden gaan hoge tonen sneller verloren dan bassen, nog een reden waarom olifanten zeer laagfrequente geluiden gebruiken om te communiceren.
Radiogolven kunnen diffractie ondervinden door obstakels zoals heuvels, bergen en grote gebouwen. De AM-band heeft lange golflengten (180-550 meter) in vergelijking met de obstakels die je normaal tegenkomt.
Dat is de reden waarom ze gemakkelijker worden afgebogen dan FM, waarvan de golflengte slechts enkele meters kan zijn. Deze wijken niet zo goed af als ze tegen gebouwen aanlopen, waardoor de ontvangst in sommige gebieden bemoeilijkt wordt.
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.