difracţie sunet Este proprietatea pe care o au undele de a se flexiona la marginile obstacolelor sau deschiderilor egale sau mai mici decât lungimea lor de undă și de a continua să se propage. Procedând astfel, acestea sunt distorsionate și cu cât deschiderea prin care trec este mai mică, cu atât distorsiunea va fi mai mare..
Această proprietate este ușor de verificat folosind o găleată de undă, care constă dintr-o tavă umplută cu apă și o sursă care generează undele plasate la un capăt. Sursa poate fi la fel de simplă ca o bandă metalică vibrantă.
Când sursa este activată, se generează un front de undă care se mișcă în tavă și la care se poate interpune un obstacol cu o deschidere în mijloc. Valurile vor reuși să ocolească deschiderea și să-și continue drumul, dar forma lor s-ar fi schimbat în funcție de dimensiunea fantei, pentru a se desfășura odată ce a trecut.
Următoarea imagine arată aceeași front de undă care trece prin două deschideri de dimensiuni diferite..
Când diafragma este redusă, unda se lărgește și se curbează apreciabil. Pe de altă parte, dacă deschiderea este mai mare, deformarea experimentată de undă este mult mai mică. Valul continuă să avanseze, dar nu se răspândește sau se desfășoară la fel de mult.
Indice articol
Valurile menționate s-au format în apa unei tăvi simple. La o scară mult mai mare, se poate observa difracția undelor din jurul insulelor din figura 1, deoarece distanța dintre ele este de ordinul lungimii lor de undă. Aceasta este cheia pentru a înțelege fenomenul difracției..
Ca și în ocean, sunetul și lumina experimentează, de asemenea, difracție, deși, desigur, lumina necesită deschideri mult mai mici, deoarece lungimile de undă ale luminii vizibile sunt cuprinse între 400 și 700 nanometri sau trilioane de metru..
De exemplu, particulele minuscule din atmosferă acționează ca obstacole pentru ca lumina să se difracteze, determinând inelele să fie văzute în jurul unor obiecte foarte luminoase, cum ar fi lumina și soarele..
Pe de altă parte, difracția este facilitată de undele sonore, deoarece lungimea lor de undă este de ordinul metri, deci este suficientă cu deschideri de dimensiunile ușilor și ferestrelor pentru ca aceasta să se producă..
Difracția este o proprietate unică a undelor. Să ne imaginăm pentru o clipă că în loc de apă era un șuvoi de marmură care trecea prin deschideri.
Jetul de marmură va continua să se miște în linie dreaptă, în loc să se disperseze imediat în spațiul disponibil, așa cum fac valurile. Cu siguranță, particulele materiale la nivel macroscopic nu suferă difracție, dar electronii, chiar având masă, pot..
Din acest motiv, toate fenomenele fizice care se manifestă prin difracție trebuie să fie de tipul undei. Celelalte două proprietăți caracteristice sunt interferența și polarizarea, cu refracție și reflexie aplicabile în mod egal particulelor de materie..
O persoană poate vorbi cu alta chiar dacă există o cameră între ele și putem auzi muzică și voci care vin din alte locuri, deoarece lungimile de undă ale sunetului sunt de dimensiuni comparabile sau mai mari decât obiectele de zi cu zi.
Când vă aflați într-o cameră adiacentă alteia în care sună muzică, se aud mai bine tonuri mai joase. Acest lucru se datorează faptului că au lungimi de undă mai lungi decât cele acute, mai mult sau mai puțin dimensiunile ușilor și ferestrelor, deci nu au nicio problemă să fie difractate în ele, vezi figura următoare.
Difracția permite, de asemenea, să se audă vocile oamenilor înainte de a-i vedea și de a se ciocni de ei după colț, deoarece acesta este obstacolul care difractează valurile.
Sunetul se reflectă destul de bine de pe pereți, astfel încât ambele proprietăți se combină pentru a face colțurile de sunet să se îndoaie destul de bine..
Sunetul tunetului în depărtare face posibilă distincția dintre cele îndepărtate de cele mai apropiate, deoarece acestea din urmă sunt percepute ca clare și uscate, mai degrabă ca un clic și mai puțin zumzet, deoarece frecvențele înalte (cele ale sunetelor cele mai înalte) sunt încă prezente.
În contrast, tunetele îndepărtate bubuiesc și sunt mai bas, datorită frecvențelor joase cu lungimi de undă lungi, care sunt capabile să se sustragă obstacolelor și să călătorească mai departe. Componentele superioare se pierd pe parcurs, deoarece lungimea lor de undă este mai mică.
Cu siguranță ați observat în timp ce conduceți prin oraș sau prin zone montane că recepția unor posturi de radio se estompează sau își pierde calitatea pentru a reapărea mai târziu.
Undele radio pot parcurge distanțe mari, dar se confruntă și cu difracția atunci când întâlnesc clădiri din oraș sau alte obstacole, cum ar fi dealurile și munții..
Din fericire, datorită difracției, ei pot depăși aceste obstacole, mai ales dacă lungimea de undă este comparabilă cu dimensiunea lor. Cu cât lungimea de undă este mai mare, cu atât este mai probabil ca unda să poată ocoli obstacolul și să-și continue drumul.
Potrivit trupei în care se află, o stație poate avea o recepție mai bună decât alta. Totul depinde de lungimea de undă, care este legată de frecvență și viteză ca:
c = λ.F
În această ecuație c este viteza, λ este lungimea de undă și F este frecvența. Undele electromagnetice se mișcă cu aproximativ 300.000 km / s viteza luminii în vid.
Deci, stațiile din banda AM ale căror frecvențe sunt cuprinse între 525-1610 kHz sunt mai susceptibile să experimenteze difracție decât cele din gama FM cu 88-108 MHz..
Un calcul simplu cu ecuația de mai sus arată că lungimile de undă AM sunt cuprinse între 186 și 571 m, în timp ce pentru stațiile FM, aceste lungimi de undă sunt cuprinse între 2,8 și 3,4 m. Lungimile de undă ale stațiilor FM sunt mai apropiate de dimensiunea obstacolelor, cum ar fi clădirile și munții.
Când lumina trece printr-o fantă îngustă, în loc să vadă o regiune întreagă uniform iluminată pe cealaltă parte, ceea ce se vede este un model caracteristic compus dintr-o zonă centrală de lumină mai largă, flancată de benzi întunecate alternând cu benzi luminoase mai înguste.
În laborator, o lamă de ras de modă veche foarte bine ascuțită și un fascicul de lumină monocromatică dintr-un laser permit aprecierea acestui model de difracție, care poate fi analizat cu software-ul de imagistică.
Lumina experimentează, de asemenea, difracție atunci când trece prin deschideri multiple. Un dispozitiv care este folosit pentru a analiza comportamentul luminii în acest sens este rețeaua de difracție, care constă din multe fante paralele la fel de distanțate..
Rețeaua de difracție este utilizată în spectroscopia atomică pentru a analiza lumina care vine de la atomi și este, de asemenea, baza pentru crearea de holograme precum cele găsite pe cardurile de credit..
Nimeni nu a comentat acest articol încă.