Difraksi bunyi apa, contoh, aplikasi

The difraksi Bunyi Adalah harta yang gelombang harus melenturkan di tepi halangan atau bukaan saiz yang sama dengan atau kurang daripada panjang gelombang mereka dan terus menyebarkan. Dengan berbuat demikian mereka memutarbelitkan diri dan berapa banyak pembukaan yang mereka lalui, semakin besar distorsi itu.

Harta ini mudah diperiksa menggunakan baldi gelombang, yang terdiri daripada dulang yang penuh dengan air dan sumber yang menghasilkan gelombang yang diletakkan di satu hujung. Sumbernya boleh semudah band logam yang bersemangat.

Rajah 1. Corak difraksi gelombang. Sumber: Stiller Beobachter dari Ansbach, Jerman [CC oleh 2.0 (https: // creativeCommons.Org/lesen/by/2.0)]

Apabila sumber diaktifkan, gelombang depan dijana yang bergerak di dulang dan halangan yang dapat difailkan dengan pembukaan di tengah. Gelombang akan ditetapkan untuk mengatasi pembukaan dan mengikuti jalan mereka, tetapi bentuk mereka akan berubah mengikut saiz celah, untuk digunakan sekali lalu.

Imej berikut menunjukkan depan gelombang yang sama melalui dua bukaan yang berbeza.

Rajah 2. Sekiranya pembukaan kecil, gelombang mengalami pembelauan yang lebih besar. Sumber: Jimregan di.Wikibooks [CC BY-SA 3.0 (http: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/3.0/]]

Apabila pembukaan dikurangkan, gelombang melebar dan melengkung dengan ketara. Sebaliknya, jika pembukaan lebih besar, ubah bentuk yang dialami oleh gelombang jauh lebih rendah. Gelombang terus maju, tetapi ia tidak meluas atau terungkap begitu banyak.

[TOC]

Contoh

Gelombang yang disebutkan di atas telah terbentuk di dalam air dulang yang mudah. Pada skala yang lebih besar, difraksi gelombang di sekitar pulau -pulau Rajah 1, kerana jarak di antara mereka adalah urutan panjang gelombang yang sama. Ini adalah kunci untuk memahami fenomena pembelahan.

Seperti yang berlaku di lautan, bunyi dan cahaya juga mengalami pembelauan, walaupun sudah tentu cahaya memerlukan bukaan yang lebih kecil, kerana panjang gelombang cahaya yang dapat dilihat antara 400 dan 700 nanometer atau meter bawah tanah.

Ia dapat melayani anda: Tekanan mutlak: formula, bagaimana ia dikira, contoh, latihan

Contohnya, zarah -zarah yang sangat kecil dari atmosfera bertindak sebagai halangan untuk cahaya untuk difraksi, menyebabkan cincin di sekitar objek yang sangat terang seperti cahaya dan matahari.

Gelombang bunyi sebaliknya difasilitasi, kerana panjang gelombang mereka adalah urutan meter, jadi cukup dengan bukaan saiz pintu dan tingkap yang berlaku.

Difraksi adalah harta gelombang yang unik. Bayangkan seketika bahawa bukannya air itu jet kelereng apa yang berlaku melalui bukaan.

Jet kelereng akan terus bergerak dalam garis lurus, bukannya segera menyebarkan di seluruh ruang yang ada, seperti yang dilakukan oleh gelombang. Pasti zarah bahan di peringkat makroskopik tidak mengalami pembelauan, tetapi elektron, masih memiliki jisim, boleh melakukannya.

Itulah sebabnya setiap fenomena fizikal yang ditunjukkan melalui pembelauan harus beralun. Dua sifat ciri lain adalah gangguan dan polarisasi, sebagai pembiasan dan refleksi yang sama rata dengan zarah perkara.

Menghargai difraksi bunyi

Seseorang boleh bercakap dengan yang lain walaupun ada bilik di antara dan kita boleh mendengar muzik dan suara dari tempat lain, kerana panjang gelombang bunyi adalah setanding atau lebih besar daripada objek sehari -hari.

Semasa anda berada di bilik bersebelahan dengan yang lain di mana muzik berbunyi, nada yang paling serius didengar lebih baik. Ini disebabkan oleh hakikat bahawa mereka mempunyai panjang gelombang yang lebih panjang daripada yang akut, lebih kurang dimensi pintu dan tingkap, jadi mereka tidak mempunyai kesulitan dalam diffracting di dalamnya, lihat angka berikut.

Rajah 3. Untuk pembukaan yang sama, gelombang yang panjang gelombangnya dapat dibandingkan dengan saiznya lebih sukar. Sumber: Diri Diri.

Difraksi juga membolehkan suara orang didengar sebelum melihatnya dan tersandung.

Boleh melayani anda: peraturan tangan kanan

Suara juga dicerminkan dengan baik di dinding, jadi kedua -dua sifat digabungkan untuk menjadikan bunyi berganda sudut.

Bunyi guruh di kejauhan membolehkan membezakan jauh dari yang paling dekat kerana yang terakhir dirasakan segar dan kering, lebih seperti klik dan kurang gemuruh, kerana frekuensi tinggi (yang paling akut) masih ada.

Sebaliknya, guntur jauh bergema dan lebih serius, terima kasih kepada frekuensi rendah dengan panjang gelombang panjang dapat mengelakkan halangan dan bergerak lebih jauh. Komponen paling akut hilang di sepanjang jalan kerana panjang gelombang mereka lebih kecil.

Aplikasi

Difraksi gelombang radio

Pasti anda akan perasan semasa memandu melalui bandar atau di kawasan pergunungan yang penerimaan beberapa stesen radio pudar atau kehilangan kualiti untuk muncul semula kemudian.

Gelombang radio boleh bergerak kerana jarak yang jauh, tetapi mereka juga mengalami pembelauan apabila mereka mencari bangunan di bandar atau halangan lain seperti bukit dan gunung.

Nasib baik terima kasih kepada difraksi mereka dapat menyelamatkan halangan ini, terutama jika panjang gelombang dapat dibandingkan dengan saiz mereka. Panjang gelombang yang lebih besar, gelombang lebih cenderung dapat mengatasi halangan dan mengikuti jalannya.

Menurut band di mana ia, stesen mungkin mempunyai penerimaan yang lebih baik daripada yang lain. Ia semua bergantung pada panjang gelombang, yang berkaitan dengan kekerapan dan kelajuan seperti:

C = λ.F

Dalam persamaan ini c Ia adalah kelajuan, λ adalah panjang gelombang dan F Ia adalah kekerapan. Gelombang elektromagnetik bergerak kira -kira 300.000 km/s kelajuan cahaya dalam vakum.

Penerimaan yang lebih baik

Sehingga stesen-stesen di band AM yang frekuensi berada dalam lingkungan 525-1610 kHz lebih cenderung mengalami pembelauan daripada yang terdapat dalam julat FM dengan 88-108 MHz.

Boleh melayani anda: Beban mati: Ciri, pengiraan, contoh

Pengiraan mudah dengan persamaan sebelumnya menunjukkan bahawa panjang gelombang AM adalah antara 186 dan 571 m, manakala untuk stesen FM, panjang ini antara 2.8 dan 3.4 m. Panjang gelombang stesen FM lebih dekat dengan saiz halangan seperti bangunan dan gunung.

Difraksi cahaya

Apabila cahaya melewati celah sempit, bukannya mengamati di sisi lain seluruh rantau yang tercerahkan, apa yang dilihat adalah corak ciri yang terdiri daripada kawasan pusat yang jelas, diapit oleh jalur gelap yang berselang -seli dengan jalur ringan yang lebih sempit.

Di makmal, daun pisau cukur yang sangat baik dan rasuk cahaya monokromatik dari laser membolehkan untuk menghargai corak difraksi ini, yang boleh dianalisis dengan perisian imej.

Cahaya juga mengalami pembelahan apabila melintasi pelbagai bukaan. Peranti yang digunakan untuk menganalisis tingkah laku cahaya ketika melakukan ini adalah grid difraksi, yang terdiri daripada banyak celah selari yang sama dipisahkan.

Grid difraksi digunakan dalam spektroskopi atom untuk menganalisis cahaya dari atom, dan ia juga menjadi asas bagi penciptaan hologram seperti yang terdapat dalam kad kredit.

Rujukan

1. Giancoli, d.  2006. Fizik: Prinsip dengan aplikasi. 6th. Ed Prentice Hall. 313-314.
2. Serway, r., Jewett, J. (2008). Fizik untuk Sains dan Kejuruteraan. Jilid 1. Ke -7. Ed. Pembelajaran Cengage. 1077-1086.
3. Tippens, ms. 2011. Fizik: Konsep dan aplikasi. Edisi ke -7. McGraw Hill. 441-463.
4. Wilson, J. 2011. Fizik 12. Pendidikan Pearson. 250-257
5. Wikipedia. Difraksi. Pulih dari: dalam.Wikipedia.org.