Difrakcija zvoka, kar je, primeri, aplikacije

The difrakcija zvok Lastnost je, da se morajo valovi upogniti na robovih ovir ali velikosti, ki so enake ali manjši od njihove valovne dolžine in še naprej širijo. Pri tem se izkrivljajo in koliko manjše odprtine, skozi katero prehajajo, večje bo to izkrivljanje.

To lastnost je enostavno preveriti z valovnim vedrom, ki ga sestavlja pladenj, poln vode, in vira, ki ustvarja valove, nameščene na enem koncu. Vir je lahko tako preprost kot živahni kovinski pas.

Slika 1. Vzorci difrakcije valov. Vir: Stiller Beobachter iz Ansbacha, Nemčija [CC do 2.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by/2.0)]

Ko je vir aktiviran, se ustvari valovna fronta, ki se premika v pladnju in ki jo lahko oviro vložimo z odprtino na sredini. Valovi bodo določeni tako, da premagajo odprtino in sledijo njihovi poti, vendar se bo njihova oblika spremenila glede na velikost reže.

Naslednja slika prikazuje isto valovno spredaj, ki gre skozi dve različni odprtini.

Slika 2. Če je odprtina majhna, valovi doživijo večjo difrakcijo. Vir: Jimregan v in.Wikibooks [cc by-sa 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/3.0/]]

Ko se odprtina zmanjša, se val znatno razširi in ukrivi. Po drugi strani pa je, če je odprtina večja, deformacija, ki jo doživlja val. Val še naprej napreduje, vendar se ne razširi ali se razvija toliko.

[TOC]

Primeri

Zgoraj omenjeni valovi so nastali v vodi preprostega pladnja. Na veliko večji meri je difrakcija valov okoli otokov slike 1, saj je razdalja med njimi vrstnega reda valovne dolžine iste. To je ključno za razumevanje pojava difrakcije.

Kot se pojavlja v oceanu, zvok in svetloba doživljata tudi difrakcijo, čeprav seveda svetloba zahteva veliko manjše odprtine, saj so valovne dolžine vidne svetlobe med 400 in 700 nanometrov ali meter podzemne železnice.

Lahko vam služi: absolutni tlak: formula, kako je izračunan, primeri, vaje

Na primer, zelo majhni delci atmosfere delujejo kot ovire za difrakcijo svetlobe, kar povzroča obroče okoli zelo svetlih predmetov, kot sta svetloba in sonce.

Namesto tega so olajšani zvočni valovi, saj je njihova valovna dolžina vrstni red metrov, zato je dovolj z odprtinami velikosti vrat in oken.

Difrakcija je edinstvena lastnost valov. Predstavljajte si za trenutek, da je bil namesto vode curek marmorja, kar se je zgodilo skozi odprtine.

Curek marmorja se bo še naprej premikal po ravni črti, namesto da bi se takoj razpršil po razpoložljivem prostoru, kot to počnejo valovi. Vsekakor materialni delci na makroskopski ravni ne doživljajo difrakcije, vendar lahko elektroni, ki imajo še vedno maso, to storijo.

Zato mora biti vsak fizični pojav, ki se manifestira skozi difrakcijo. Drugi dve značilni lastnosti sta motnje in polarizacija, ki sta refrakcija in odsev, ki sta enako veljavni za delce zadeve.

Ceni zvočno difrakcijo

Oseba se lahko pogovarja z drugim, tudi če je vmes prostor in lahko poslušamo glasbo in glasove iz drugih krajev, saj so zvočne valovne dolžine primerljive ali večje od vsakodnevnih predmetov.

Ko ste v sobi, ki meji na drugo, kjer se sliši glasba, se bolje slišijo najresnejši toni. To je posledica dejstva, da imajo daljše valovne dolžine kot akutne, bolj ali manj dimenzij vrat in oken, zato nimajo neprijetnosti pri difraktiranju v njih, glejte naslednjo sliko.

Slika 3. Za isto odprtino so valovi, katerih valovna dolžina je po velikosti primerljiva. Vir: Self Made.

Difrakcija omogoča tudi zaslišanje glasov ljudi, preden jih vidijo in se spotaknejo.

Vam lahko služi: pravilo desnega roka

Zvok se precej dobro odraža tudi na stenah, zato sta obe lastnosti združeni, da bi dvojni zvok postali vogali.

Zvok groma v razdalji omogoča razlikovanje oddaljenih od najbližjih, ker so slednji zaznani hrustljavi in ​​suhi, bolj podobni klikom in manj ropota.

Po drugi strani pa se daljni grom ropotajo in so resnejši, zahvaljujoč nizkim frekvencam z dolgimi valovi. Najbolj akutne komponente se izgubijo na poti, ker je njihova valovna dolžina manjša.

Prijave

Difrakcija radijskega vala

Zagotovo boste med vožnjo po mestu ali po gorskih območjih opazili, da je sprejem nekaterih radijskih postaj zbledel ali izgubil kakovost, da se pozneje ponovno pojavi.

Radijski valovi se lahko premikajo zaradi velikih razdalj, vendar imajo tudi difrakcijo, ko najdejo zgradbe v mestu ali drugih ovir, kot so hribi in gore.

Na srečo zahvaljujoč difrakciji lahko prihranijo te ovire, še posebej, če je valovna dolžina primerljiva z njihovo velikostjo. Večja valovna dolžina, val je bolj verjetno, da bo lahko premagal oviro in sledil svoji poti.

Glede na skupino, v kateri je, ima postaja boljši sprejem kot drugi. Vse je odvisno od valovne dolžine, ki je povezana s frekvenco in hitrostjo, kot so:

C = λ.F

V tej enačbi c Je hitrost, λ je valovna dolžina in F To je frekvenca. Elektromagnetni valovi se premikajo približno 300.000 km/s hitrost svetlobe v vakuumu.

Boljši sprejem seasters

Tako da bodo postaje v pasu AM, katerih frekvence so v območju 525-1610 kHz.

Vam lahko služi: mrtve obremenitve: značilnosti, izračun, primeri

Preprost izračun s prejšnjo enačbo kaže, da so valovne dolžine AM med 186 in 571 m, medtem ko so za postaje FM te dolžine med 2.8 in 3.4 m. Valovne dolžine FM postaj so bližje velikosti ovir, kot so zgradbe in gore.

Lahka difrakcija

Ko svetloba prehaja skozi ozko režo, namesto da bi na drugi strani opazovala celo razsvetljeno območje, je značilen vzorec, sestavljen iz prozornega osrednjega območja, obkroženega s temnimi pasovi, ki se izmenjujejo z svetlobnimi pasovi.

V laboratoriju zelo dobro osupljiv listi britvice in žarek enobarvne svetlobe z laserja omogočata ceniti ta difrakcijski vzorec, ki ga je mogoče analizirati s slikovno programsko opremo.

Svetloba doživi tudi difrakcijo, ko prečka več odprtin. Naprava, ki se uporablja za analizo obnašanja svetlobe pri tem, je difraktivna mreža, ki je sestavljena iz številnih enako ločenih vzporednih rež.

Difraktivna mreža se uporablja v atomski spektroskopiji za analizo svetlobe iz atomov in je tudi osnova za ustvarjanje hologramov, kot so tisti, ki jih najdemo na kreditnih karticah.

Reference

1. Giancoli, d.  2006. Fizika: načela z aplikacijami. 6. Ed Prentice Hall. 313-314.
2. Serway, r., Jewett, J. (2008). Fizika za znanost in inženiring. Zvezek 1. 7. Ed. Cengage učenje. 1077-1086.
3. Tippens, str. 2011. Fizika: pojmi in aplikacije. 7. izdaja. McGraw Hill. 441-463.
4. Wilson, J. 2011. Fizika 12. Pearson Education. 250-257
5. Wikipedija. Difrakcija. Okrevano od: v.Wikipedija.org.