De diffractie geluid Het is de eigenschap die golven hebben om te buigen aan de randen van obstakels of openingen gelijk aan of kleiner dan hun golflengte en zich voort te planten. Daarbij worden ze vervormd en hoe kleiner de opening waardoor ze passeren, hoe groter die vervorming zal zijn..
Deze eigenschap is eenvoudig te verifiëren met behulp van een golfemmer, die bestaat uit een bak gevuld met water en een bron die de golven genereert die aan één uiteinde zijn geplaatst. De bron kan zo simpel zijn als een trillende metalen band.
Bij activering van de bron ontstaat een golffront dat in de bak beweegt en waar een obstakel met een opening in het midden naar kan worden geplaatst. De golven zullen erin slagen om de opening heen te komen en hun weg voort te zetten, maar hun vorm zal zijn veranderd naargelang de grootte van de spleet, om zich eenmaal voorbij deze opening te ontvouwen..
De volgende afbeelding toont hetzelfde golffront dat door twee openingen van verschillende afmetingen gaat..
Wanneer de opening wordt verkleind, wordt de golf breder en kromt hij aanzienlijk. Aan de andere kant, als de opening groter is, is de vervorming die door de golf wordt ervaren veel kleiner. De golf gaat door, maar verspreidt of ontvouwt zich niet zo veel.
Artikel index
De genoemde golven zijn gevormd in het water van een eenvoudige bak. Op een veel grotere schaal is de diffractie van de golven rond de eilanden van figuur 1 te zien, aangezien de afstand tussen hen in de orde van grootte van hun golflengte is. Dit is de sleutel tot het begrijpen van het fenomeen diffractie..
Net als in de oceaan ondergaan ook geluid en licht diffractie, hoewel licht natuurlijk veel kleinere openingen nodig heeft, aangezien de golflengten van zichtbaar licht tussen de 400 en 700 nanometer of triljoensten van een meter liggen..
De minuscule deeltjes in de atmosfeer fungeren bijvoorbeeld als obstakels voor licht om te buigen, waardoor ringen te zien zijn rond zeer lichtgevende objecten zoals licht en de zon..
Aan de andere kant wordt diffractie vergemakkelijkt door geluidsgolven, aangezien hun golflengte in de orde van meters is, dus het is voldoende om openingen ter grootte van deuren en ramen te hebben..
Diffractie is een unieke eigenschap van golven. Laten we ons even voorstellen dat in plaats van water het een stroom knikkers was die door de openingen stroomde.
De straal van knikkers zal in een rechte lijn blijven bewegen, in plaats van zich onmiddellijk door de beschikbare ruimte te verspreiden, zoals golven doen. Zeker, de materiaaldeeltjes op macroscopisch niveau ondergaan geen diffractie, maar de elektronen, zelfs als ze massa hebben, kunnen dat wel..
Om deze reden moeten alle fysische verschijnselen die zich manifesteren door diffractie van het golftype zijn. De andere twee karakteristieke eigenschappen zijn interferentie en polarisatie, waarbij breking en reflectie in gelijke mate toepasbaar zijn op materiedeeltjes..
De ene persoon kan met de ander praten, zelfs als er een kamer tussen zit en we kunnen muziek en stemmen horen die van andere plaatsen komen, aangezien de geluidsgolflengten van vergelijkbare grootte of groter zijn dan die van alledaagse voorwerpen.
Als u zich in een kamer bevindt die grenst aan een andere waar muziek wordt afgespeeld, zijn lagere tonen beter hoorbaar. Het is omdat ze golflengten hebben die langer zijn dan de acute, min of meer de afmetingen van deuren en ramen, dus ze hebben geen probleem om erin te worden afgebogen, zie de volgende afbeelding.
Door diffractie kunnen de stemmen van mensen worden gehoord voordat ze ze zien en om de hoek tegen ze aan botsen, aangezien dit het obstakel is dat de golven afbuigt..
Geluid weerkaatst ook vrij goed van muren, dus beide eigenschappen combineren om hoeken goed te buigen..
Het geluid van onweer in de verte maakt het mogelijk om de verafgelegen en de dichtere te onderscheiden, omdat de laatsten als kraakhelder en droog worden ervaren, meer als klikken en minder gerommel, aangezien de hoge frequenties (die van de hoogste geluiden) nog steeds aanwezig zijn.
Daarentegen dreunen verre donderen en zijn er meer bassen, dankzij de lage frequenties met lange golflengten die obstakels kunnen ontwijken en verder kunnen reizen. Gaandeweg gaan hogere componenten verloren omdat hun golflengte kleiner is.
Je hebt vast wel gemerkt tijdens het rijden door de stad of door bergachtige gebieden dat de ontvangst van sommige radiostations afneemt of kwaliteit verliest om later weer te verschijnen.
Radiogolven kunnen grote afstanden afleggen, maar ze ervaren ook diffractie wanneer ze gebouwen in de stad of andere obstakels zoals heuvels en bergen ontmoeten..
Gelukkig kunnen ze dankzij diffractie deze obstakels overwinnen, vooral als de golflengte vergelijkbaar is met hun grootte. Hoe langer de golflengte, hoe groter de kans dat de golf het obstakel kan omzeilen en zijn weg kan vervolgen.
Volgens de band waarin het zich bevindt, kan het ene station een betere ontvangst hebben dan het andere. Het hangt allemaal af van de golflengte, die gerelateerd is aan frequentie en snelheid als:
c = λ.F.
In deze vergelijking c is de snelheid, λ is de golflengte en F. is de frequentie. Elektromagnetische golven bewegen met ongeveer 300.000 km / s de lichtsnelheid in vacuüm.
Dus stations in de AM-band waarvan de frequenties in het bereik van 525-1610 kHz liggen, hebben meer kans op diffractie dan stations in het FM-bereik met 88-108 MHz..
Een eenvoudige berekening met de bovenstaande vergelijking laat zien dat AM-golflengten tussen 186 en 571 m liggen, terwijl deze golflengten voor FM-stations tussen 2,8 en 3,4 m liggen. De golflengten van FM-zenders liggen dichter bij de grootte van obstakels zoals gebouwen en bergen.
Wanneer licht door een smalle spleet gaat, in plaats van een geheel gelijkmatig verlicht gebied aan de andere kant te zien, is er een karakteristiek patroon te zien dat bestaat uit een bredere lichte centrale zone, geflankeerd door donkere banden die worden afgewisseld met smallere lichtbanden..
In het laboratorium laten een zeer goed geslepen ouderwets scheermesje en een straal monochromatisch licht van een laser dit diffractiepatroon zien, dat kan worden geanalyseerd met beeldvormingssoftware.
Licht ervaart ook diffractie wanneer het door meerdere openingen gaat. Een apparaat dat wordt gebruikt om het gedrag van licht hierbij te analyseren, is het diffractierooster, dat bestaat uit vele evenwijdige evenwijdige spleten..
Het diffractierooster wordt gebruikt bij atomaire spectroscopie om het licht van atomen te analyseren, en het is ook de basis voor het maken van hologrammen zoals die op creditcards..
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.