Äänen diffraktio, josta se koostuu, esimerkkejä, sovelluksia

Se äänen diffraktio Ilmiö tapahtuu, kun ääni on kaareva ja leviää aukon tai esteen ympärille. Se on yleistä kaikille aaltoille: Kun ääniaalto saavuttaa aukon tai esteen, sen koneen pisteistä tulee lähteitä ja säteilevät muita diffraktioita.

Ääni on tarkalleen paine -aalto, joka leviää ilman läpi ja myös veden ja kiinteiden aineiden läpi. Toisin kuin valo, joka on myös aalto, ääni ei voi levitä tyhjyyden takia. Tämä johtuu siitä, että valo toimii täysin eri tavalla: se on sähkömagneettinen aalto.

Kuvio 1. Litteä aalto, joka vaikuttaa aukkoon ja diffraktioon. Lähde: Pixabay

Diffraktion ilmiön avain on esteen koko suhteessa aallonpituuteen: diffraktio on voimakkaampi, kun esteellä on mitat, jotka ovat verrattavissa aallonpituuteen.

Äänessä aallonpituus on mittarien luokkaa, kun taas valo on satojen nanometrien järjestys. Vaikka äänellä on ihmisen mittakaava, valolla on mikrobin asteikko. 

Tämä valtava ero äänen ja valon aallonpituuden mittakaavassa on takana, että voimme kuulla keskustelun nurkan jälkeen ilman, että voimme tarkkailla niitä, jotka puhuvat.  

Ja se on, että ääni pystyy kaareutumaan nurkan läpi, kun valo on edelleen suora. Tämä kaarevuusilmiö ääniaallon leviämisessä on juuri äänen diffraktio.

[TOC]

Ääni

Ääni ymmärretään ilman läpi kulkevien paine -aaltojen kanssa, jotka ymmärretään kuultavalla alueella.

Voi palvella sinua: Kulmainen vauhti: Määrä, säilyttäminen, esimerkit, harjoitukset

Nuoren ihmisen korvan kuultava alue eikä kuuloongelmia on välillä 20 Hz - 20 000 Hz. Tämä marginaali kapenee yleensä iän myötä.

Pienet sävyt tai taajuudet ovat välillä klo 20–256 Hz. Keskimmäiset sävyt välillä 256 Hz - 2000 Hz. Ja akuutit äänet ovat välillä 2 kHz - 20 kHz.

Äänen nopeus ilmakehän paineessa 1 atm ja 0º C on 331 m/s. Nopeuden välinen suhde v aallon leviäminen aallonpituudella λ ja sen taajuus F on seuraava:

V = λ⋅f

Tästä suhteesta meillä on, että aallonpituudella on seuraavat alueet:

- Mataret sävyt: 16,5 m - 1,3 metriä.

- Keskikokoiset sävyt: 130 cm 17 cm: ssä.

- Korkeat sävyt: 17 cm 1,7 cm: ssä.

Äänen diffraktioesimerkit

Auditorion avoin ovi

Auditorio tai konserttisali on yleensä suljettu kotelo, jonka seinät absorboivat äänen, joka estää sen heijastusta.

Jos auditorio -ovi on auki, konsertti voidaan kuulla ilman ongelmia, jopa silloin, kun orkesteri pysyy poissa näkymästä.

Jos olet aivan oven päällä, koko äänenvalikoima voidaan havaita. Jos olet toisella puolella, vakavia ääniä kuuluu, kun taas akuutti eivät. 

Vakavilla äänillä on pitkä aallonpituus, ja siksi he voivat ympäröida ovea ja tulla kuulluksi sen takana. Kaikki johtuu diffraktion ilmiöstä.

Kaiuttimen laatikon takana

Kaiutin tai kaiutin emittoi laajan valikoiman aallonpituuksia. Kaiuttimen laatikko on sinänsä este, joka tuottaa a varjo Ääni hänen takanaan. 

Voi palvella sinua: Jännitystesti: Kuinka se tehdään, ominaisuudet, esimerkit

Tämä äänen varjo on selkeä korkeille taajuuksille, joita ei voida kuulla kaiuttimen takana, kun taas basso ja osa sukkahuoneista voivat kuunnella, koska ne kiertävät laitetta.

Edellinen kokeilu toimii parhaiten avoimessa tilassa, koska sen täytyy.

Kadun muusikoiden yhtye

Kadulla soittavia muusikoiden yhtye voidaan kuulla Cross Streetistä, josta taiteilijoita ei voida nähdä.

Syynä, kuten aiemmin totesimme, on se, että äänisuunta pystyy kaaremaan ja ylittämään kulman, kun valo kulkee suorassa linjassa.

Tämä vaikutus ei kuitenkaan ole sama kaikille aallonpituuksille. Pitkäaalto.

Tästä syystä Cross Street -kadulla, josta muusikoita ei ole jaettu, akuutteja soittimia, kuten trumpetteja ja viuluja.

Kuva 2. Äänen diffraktio kadulla. Lähde: Itse tehty

Lisäksi alhaiset pitkät aallonpituudet äänet ovat vähemmän attulu.

Eläimet, jotka käyttävät matalataajuuksia

Elefantit lähettävät erittäin matalan taajuuden ja erittäin pitkät aallonpituusaallot kommunikoidakseen ikätovereidensa kanssa suurilla etäisyyksillä. Valaat tekevät myös niin, mikä myös sallii hyvän etäisyyden viestinnän.

Se voi palvella sinua: IMANTANTION: Mikä koostuu, menetelmä ja esimerkit

Äänen diffraktiosovellukset

Lisääntynyt kuulovamma

Jotta kaiuttimella olisi laaja kuuloalue, sarven leveyden on oltava pienempi kuin säteilevän äänen aallonpituus. 

On olemassa tietty sarven suunnittelu, joka hyödyntää äänen diffraktiota: se on sirontatorvi.

Yleisesti uskotaan, että mitä korkeampi sarven kalvo, se kattaa enemmän aluetta. Dispersion sarvessa kalvo on kuitenkin pieni ja sen muoto saa äänen laajentumaan hyödyntämällä äänen diffraktion ilmiötä. 

Sarven muoto on kuin suun torvi tai suorakaiteen muotoinen lähtö kuin sen säteilevät aallonpituudet.

Tämän tyyppisten kaiuttimien oikea asennus tehdään suorakulmaisen suun lyhyellä puolella vaakasuunnassa ja pitkä puoli pystysuunnassa. Tällä tavoin saavutetaan suurempi vaakasuoran peiton ja maan suuntauksen suuntaus ja suuntaus.

Viitteet

1. Fysiikka/akustiikka/äänen eteneminen. Palautettu: on.Wikibooks.org
2. Rakenne. Äänen diffraktio. Palautettu: rakenteellinen.com
3. Diffraktio (ääni). Toipunut: Esacademic.com
4. Fysiikan luokkahuone. Ääniaaltojen häiriö. Toipunut: PhysicsClassroom.com
5. Wikipedia. Diffraktio (ääni). Toipunut Wikipediasta.com