Aaltodiffraktio ja esimerkit

Se Aaltodiffraktio Se on sen suunnan poikkeama, johon aallot leviävät, kun he löytävät jonkin verran estettä, joka voi olla kiinteä esine tai aukko. Vaikuttamalla esteeseen aalto vääristää ja ympäröi sitä. Mutta jotta vaikutukset voidaan arvostaa hyvin, on välttämätöntä, että esteen koko on verrattavissa aallonpituuden kokoon.

Aaltodiffraktion ilmiö selitetään Huygens -periaatteen mukaisesti, jonka hollantilainen fyysikko Christian Huygens löysi vuonna 1678. Siinä todetaan, että kun häiriö saavuttaa väliaineen, jokainen sen piste käyttäytyy uusien aaltojen emitterinä, yhtä nopeudella ja taajuudella kuin alkuperäinen.

Kuvio näyttää tasaisen aaltofrontin diffraktion kahdessa tapauksessa: a) aukko on suurempi kuin aallonpituus (vasen) ja aallon etuosa ylittää sen ilman muodonmuutosta ja b) aallonpituus ja aallonpituus ja aukko ovat vertailukelpoisia, aallon etuosa on taitettu, tulossa pallomainen rintama. Lähde: Wikimedia Commons.

Tällä tavoin on jatkuvasti uusi aaltofrontti, joka voidaan visualisoida piirtämällä jokaisen annetun toissijaisen aallon kirjekuoren.

Luonnollisesti tällä aaltofrontilla on äärettömiä pisteitä, mutta tarkalleen esteen sijasta on yksi aaltopinta, joka toimii emitterinä, mikä mahdollistaa aallon.

[TOC]

Esimerkkejä diffraktiosta

Diffraktio on ominainen ilmiö kaikista aaltoista, mukaan lukien kevyt ja akustiset aallot. Jos hiukkassuihku laukaistaan ​​aukkojen varustetulle näytölle, suihku ei käyttäytyy samalla tavalla kuin aalto, kuten valoa, esimerkiksi, koska hiukkasten virtaus ei muodostuisi taivuttavan esteen tai läpi Avaus jätetty, mutta jatkuu suorassa linjassa.

Se voi palvella sinua: läpäisevyys: mikä on, molekyylin energiakaavio ja liikunta

Ensimmäinen, joka koki ja dokumentoi valon diffraktion ilmiön, oli italialainen tutkija ja pappi Francesco María Grimaldi (1618-1663), ja joka antoi hänelle nimensä myös nimensä.

Projektoi auringonvaloa pimeässä huoneessa

Kuten Grimaldi teki, voidaan varmistaa, että auringonvaloa saadaan tumman huoneen sisälle ja projisoimalla seinälle pahvin läpi, joka on varustettu pienellä reiällä tai korttipaikalla, kevyt tahra on suurempi kuin odotettua suurempi.

Voidaan myös nähdä, että reunat eivät ole selkeitä ja vaikka se ei ole niin helppo tarkkailla, varjon rannoilla on diffuusi raitakuvio. Mutta jos käytetään yksiväristä valoa, kuten se, joka tulee laserista, siellä on huomattavampi raitakuvio.

Valon diffraktio ei ole yhtä ilmeinen kuin meren äänen tai aaltojen leviäminen, koska sen tapahtumista on välttämätöntä, että este tai aukko on pituus, joka on verrattavissa aallonpituuden kanssa. Näkyvän valon aallonpituudet ovat välillä 400-700 nanometriä (1 nanometri = 10^-9 metrit).

Siksi, mitä lähempänä rako, jonka läpi seinälle tai näytölle projisoitu valo tehdään, on selvempää, että valaistun ja pimeän alueen välillä ei ole äkillistä muutosta.

Elektroninen mikroskooppi

Elektroninen mikroskooppi histologialaboratoriossa

Kevyt diffraktio on rajoitus optiselle mikroskoopille. Kun objekti on pienempi kuin valon aallonpituus, sitä ei voida nähdä, koska diffraktio hämärtää täysin objektin kuvaa.

Voi palvella sinua: Mikroskooppinen asteikko: Ominaisuudet, laskentapartikkelit, esimerkit

Siksi tutkijat käyttävät elektroneja valaisemaan hyvin pieniä rakenteita, koska elektronisäteen aallonpituus on pienempi kuin valossa. Tapahtuu, että elektroneilla on kaksinkertainen luonne ja kykenevät käyttäytymään kuin aallot.

Meren aaltojen diffraktio

Meren aaltojen diffraktiota havaitaan selvästi kulkeessaan Blue Lagoonissa, Walesissa, Yhdistyneessä kuningaskunnassa sijaitsevien kallioiden välillä. Lähde: Wikimedia Commons.

Meren aaltojen diffraktio näkyy selvästi kivien ja pienten saarten ympärillä, varsinkin kun näiden kivien välinen etäisyys on hyvin samanlainen kuin aallonpituus, joka aaltoilla on.

Röntgendiffraktio

Diffraktiota ei tapahdu vain näkyvällä valolla, vaan myös muun sähkömagneettisen spektrin kanssa. Kun kiteistä rakennetta lähetetään ennen x -sädettä, heidän kokemuksensa diffraktio tuottaa kuvion, joka riippuu kyseisestä rakenteesta.

Tämä diffraktio johtuu lasiatomien x -rakojen ja ulompien elektronien välisestä vuorovaikutuksesta.

Eläinten viestintä

Monet eläimet kommunikoivat toistensa kanssa, jotka lähettävät ääniä, jotka matalan taajuutensa vuoksi eivät kuulu ihmisille. Äänestysvalikoima ihmisiä on hyvin leveä, värähtelemällä välillä 20-20.000 Hz, mutta afrikkalaisen norsun kaltaiset eläimet kykenevät lähettämään ääniä, joiden taajuudet ovat alle 20 Hz.

Ilmiö auttaa heitä kommunikoimaan valtavien afrikkalaisten savannojen läpi, koska mitä alhaisempi taajuus, sitä enemmän akustisia aaltoja on diffract. Kun nämä löytävät kiviä, puita ja pensaita, yksi osa heijastuu esteeseen ja toinen laajentaa estettä ja täyttää välittömästi sen polulla.

Voit palvella sinua: Newtonin kolmas laki: sovellukset, kokeet ja harjoitukset

Tämä auttaa pakkausjäseniä sijoittamaan helposti toisiinsa.

Mutta paitsi Pachiderms hyödyntää tätä ääniominaisuutta, mutta myös sarvikuono, kirahvit ja krokotiilit pystyvät käyttämään matalataajuisia ääniä. Jopa tiikerien möly sisältää matalia taajuuksia, jotka asiantuntijoiden mukaan edistävät padon halvaantumista.

Sumu

Ne ovat puhujia, jotka ohjaavat aluksia alueilla, joilla sumu estää hyvän näkyvyyden. Samoin aluksilla on nämä puhujat varoittamaan heidän läsnäolostaan ​​ja siten välttämään onnettomuuksia.

Sumukaiuttimet säteilevät matalan taajuuden ääniä, toisin sanoen vakavia muistiinpanoja, koska kuten edellä selitettiin, matalataajuiset äänet ovat diffraktioita enemmän kuin korkea taajuus ja kulkevat myös suurempia matkoja.

Jälkimmäinen johtuu siitä, että ääniaallon vaimennus on alhaisempi, mitä taajuus on alhaisempi. Tästä syystä akuutteja ääniä menetetään nopeammin kuin vakavat, toinen syy siihen, miksi norsut käyttävät erittäin matalataajuisia ääniä kommunikoimaan.

Radio AM Vs. Fm

AM- ja FM -radiosoittimen valinta

Radioaallot voivat kokea diffraktiota esteistä, kuten kukkuloista, vuorista ja suurista rakennuksista. AM-kaistalla on pitkät aallonpituudet (180-550 metriä) verrattuna yleensä löydettyihin esteisiin.

Siksi ne leviävät helpommin kuin FM: n, jonka aallonpituus voi olla vain pari metriä. Ne eivät poikkea niin hyvin, kun ne törmäävät rakennuksiin, mikä vaikeuttaa jollain alueilla.

Viitteet

1. Bauer, W. 2011. Fysiikka tekniikkaan ja tieteisiin. 1 ja 2 osaa. MC Graw Hill.
2. Rajaton fysiikka. Diffraktio. Toipunut: kurssit.Lumenarning.com.
3. Giancoli, D.  2006. Fysiikka: sovellusten periaatteet. Kuudes. Ed Prentice Hall.
4. Hewitt, Paul. 2012. Käsitteellinen fysiikka. Viides. Ed. Pearson.
5. Rex, a. 2011. Fysiikan perusteet. Pearson.
6. Sears, Zemansky. 2016. Yliopiston fysiikka, jolla on moderni fysiikka. 14. päivä. Ed. Nide 1-2. Pearson.
7. Serway, R., Jewett, J. 2008. Fysiikka tieteen ja tekniikan fysiikka. Nide 1-2. Seitsemäs. Ed. Cengage -oppiminen.