Diffractie van het geluid wat is, voorbeelden, toepassingen

De diffractie geluid Het is de eigenschap dat de golven moeten buigen aan de randen van de obstakels of openingen van grootte gelijk aan of minder dan hun golflengte en doorgaan met verspreiden. Daarbij vervormen ze zichzelf en hoeveel kleiner de opening waardoor ze passeren, hoe groter die vervorming zal zijn.

Deze eigenschap is gemakkelijk te controleren met behulp van een golfemmer, die bestaat uit een dienblad vol water en een bron die de golven genereert die aan één uiteinde zijn geplaatst. De bron kan zo eenvoudig zijn als een levendige metalband.

Figuur 1. Golfdiffractiepatronen. Bron: Stiller Beobachter uit Ansbach, Duitsland [CC door 2.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/door/2.0)]

Wanneer de bron wordt geactiveerd, wordt een golffront gegenereerd die in de lade beweegt en die een obstakel kan worden ingediend met een opening in het midden. De golven zullen worden opgelost om de opening te overwinnen en hun weg te volgen, maar hun vorm zal zijn veranderd volgens de grootte van de spleet, om eenmaal dit verleden te implementeren.

De volgende afbeelding toont dezelfde golf voorkant door twee verschillende openingen.

Figuur 2. Als de opening klein is, ervaren de golven een grotere diffractie. Bron: Jimregan at In.Wikibooks [CC BY-SA 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0/]]

Wanneer de opening wordt verminderd, verbreedt de golf zich aanzienlijk. Aan de andere kant, als de opening groter is, is de vervorming door de golf veel lager. De golf blijft vooruitgaan, maar het breidt of ontvouwt zich niet zo veel uit.

[TOC]

Voorbeelden

De bovengenoemde golven zijn gevormd in het water van een eenvoudige lade. Op een veel grotere schaal is. Dit is de sleutel tot het begrijpen van het fenomeen diffractie.

Zoals in de oceaan gebeurt, ervaren geluid en licht ook diffractie, hoewel het licht natuurlijk veel kleinere openingen vereist, omdat de golflengten van zichtbaar licht tussen 400 en 700 nanometer zijn of me metro.

Het kan u van dienst zijn: absolute druk: formule, hoe het wordt berekend, voorbeelden, oefeningen

Bijvoorbeeld, zeer kleine deeltjes van de atmosfeer fungeren als obstakels voor het licht om te diffractie, waardoor ringen rond zeer heldere objecten zoals licht en zon worden veroorzaakt.

Geluidsgolven worden in plaats daarvan gefaciliteerd, omdat hun golflengte de volgorde van de meters is, dus het is voldoende met openingen van de grootte van deuren en ramen.

Diffractie is een unieke eigenschap van golven. Stel je een moment voor dat het in plaats van water een straal van knikkers was wat er door de openingen gebeurde.

De straal van knikkers zal in een rechte lijn blijven bewegen, in plaats van onmiddellijk te verspreiden over de beschikbare ruimte, zoals de golven doen. Absoluut materiële deeltjes op macroscopisch niveau ervaren geen diffractie, maar elektronen, die nog steeds massa bezitten, kunnen dat doen.

Dat is de reden waarom elk fysiek fenomeen dat zich door diffractie manifesteert, golvend type moet zijn. De andere twee karakteristieke eigenschappen zijn interferentie en polarisatie, zijn de breking en reflectie die gelijkelijk van toepassing is op de materie -deeltjes.

Het waarderen van diffractie van geluid

Een persoon kan met een ander praten, zelfs als er tussendoor een kamer is en we kunnen luisteren naar muziek en stemmen van andere plaatsen, omdat geluidsgolflengten vergelijkbaar of groter zijn dan alledaagse objecten.

Als je in een kamer bent naast een ander waar muziek klinkt, worden de meest serieuze tonen beter gehoord. Het is te wijten aan het feit dat ze langere golflengtes hebben dan de acute, min of meer van de dimensies van deuren en ramen, dus ze hebben geen ongemak in het afbreken van hen, zie de volgende figuur.

figuur 3. Voor dezelfde opening zijn de golven waarvan de golflengte in grootte vergelijkbaarder is. Bron: zelf gemaakt.

Diffractie maakt het ook mogelijk om de stemmen van mensen te horen voordat ze ze zien en struikelen.

Kan u van dienst zijn: rechterhandregel

Het geluid wordt ook vrij goed weerspiegeld op de muren, dus beide eigenschappen worden gecombineerd om het dubbele geluid de hoeken te maken.

Het geluid van donder in de verte maakt het mogelijk om de verre onderscheid te maken van de dichtstbijzijnde omdat de laatste fris en droog worden waargenomen, meer als klikken en minder gerommel, omdat de hoge frequenties (die van de meest acute geluiden) nog aanwezig zijn.

Aan de andere kant, verre donder gerommel en is serieuzer, dankzij de lage frequenties met lange golflengtes kunnen obstakels ontwijken en verder reizen. De meest acute componenten gaan onderweg verloren omdat hun golflengte kleiner is.

Toepassingen

Radio -golfdiffractie

Je zult toch tijdens het rijden door de stad of door bergachtige gebieden hebben gemerkt dat de ontvangst van sommige radiostations vervaagd is of de kwaliteit verliest om later opnieuw te verschijnen.

Radiogolven kunnen bewegen vanwege grote afstanden, maar ze ervaren ook diffractie wanneer ze gebouwen in de stad vinden of andere obstakels zoals heuvels en bergen.

Gelukkig kunnen ze dankzij diffractie deze obstakels redden, vooral als de golflengte vergelijkbaar is met hun grootte. Een grotere golflengte, de golf kan eerder het obstakel overwinnen en zijn pad volgen.

Volgens de band waarin het is, kan een station een betere ontvangst hebben dan een ander. Het hangt allemaal af van de golflengte, die gerelateerd is aan frequentie en snelheid zoals:

C = λ.F

In deze vergelijking C Het is snelheid, λ is de golflengte en F Het is de frequentie. Elektromagnetische golven bewegen ongeveer 300.000 km/s De snelheid van het licht in vacuüm.

Betere ontvangstseenders

Zodat de stations in de AM-band waarvan de frequenties zich in het bereik van 525-1610 kHz bevinden, meer kans hebben om diffractie te ervaren dan die in het FM-bereik met 88-108 MHz.

Kan u van dienst zijn: dode belastingen: kenmerken, berekening, voorbeelden

Een eenvoudige berekening met de vorige vergelijking toont aan dat de AM -golflengten tussen 186 en 571 m liggen, terwijl voor FM -stations deze lengtes tussen 2 zijn.8 en 3.4 m. De golflengten van FM -stations liggen dichter bij de grootte van obstakels zoals gebouwen en bergen.

Lichte diffractie

Wanneer het licht door een smalle spleet gaat, in plaats van aan de andere kant een heel verlicht gebied te observeren, is wat wordt gezien een karakteristiek patroon dat bestaat uit een helder centraal gebied, geflankeerd door donkere banden afgewisseld met lichte banden smaller.

In het laboratorium, een zeer goed schaarste oude -gevormd scheermesblad en een straal van monochromatisch licht van een laser, laten dit diffractiepatroon waarderen, dat kan worden geanalyseerd met beeldsoftware.

Licht ervaart ook diffractie wanneer het meerdere openingen kruist. Een apparaat dat wordt gebruikt om het gedrag van het licht te analyseren bij het doen van dit is het diffractierooster, dat bestaat uit veel even gescheiden parallelle spleten.

Het diffractierooster wordt gebruikt in atomaire spectroscopie om licht van atomen te analyseren, en het is ook de basis voor het maken van hologrammen zoals die in creditcards.

Referenties

1. Giancoli, D.  2006. Fysica: principes met toepassingen. 6e. Ed Prentice Hall. 313-314.
2. Serway, r., Jewett, J. (2008). Natuurkunde voor wetenschap en engineering. Deel 1. 7e. ED. Cengage leren. 1077-1086.
3. Tippens, p. 2011. Fysica: concepten en toepassingen. 7e editie. McGraw Hill. 441-463.
4. Wilson, J. 2011. Natuurkunde 12. Pearson Education. 250-257
5. Wikipedia. Diffractie. Hersteld van: in.Wikipedia.borg.