Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Wat bepaalt hoeveel een golf zal verschillen wanneer deze een obstakel tegenkomt?

De hoeveelheid diffractie die een golf ervaart bij het tegenkomen van een obstakel wordt bepaald door de volgende factoren:

1. Golflengte (λ) van de golf:

* Kortere golflengten verschillen minder: Golven met kortere golflengten hebben de neiging om op rechter paden te reizen en hebben minder kans om rond obstakels te buigen. Denk aan licht:blauw licht (kortere golflengte) verschilt minder dan rood licht (langere golflengte).

* Langere golflengten verschillen meer:​​ Golven met langere golflengten buigen gemakkelijker rond obstakels. Dit is de reden waarom radiogolven (lange golflengten) kunnen verschillen rond gebouwen en heuvels, terwijl zichtbaar licht (kortere golflengten) worstelt om dit te doen.

2. Grootte van het obstakel (D):

* Kleinere obstakels verschillen meer:​​ Wanneer de grootte van het obstakel vergelijkbaar is met of kleiner dan de golflengte van de golf, verschilt de golf aanzienlijk. Dit is de reden waarom geluidsgolven rond deuropeningen kunnen afwijken, terwijl lichtgolven dat niet kunnen.

* grotere obstakels verschillen minder: Wanneer het obstakel veel groter is dan de golflengte, volgt de golf de neiging een recht pad te volgen en verschilt niet veel.

3. Afstand tussen het obstakel en het observatiepunt:

* diffractie is meer uitgesproken op grotere afstanden: Hoe verder je uit het obstakel komt, hoe meer de afgebogen golf zich zal verspreiden. Daarom kun je geluiden horen van rond hoeken, zelfs als je de bron niet kunt zien.

Wiskundige relatie:

De hoeveelheid diffractie kan worden gekwantificeerd door de fraunhofer diffractie -vergelijking , die de golflengte omvat, de grootte van het obstakel en de afstand tot het observatiepunt.

Samenvattend:

* Kortere golflengte en grotere obstakelgrootte: Minder diffractie

* Langere golflengte en kleinere obstakelgrootte: Meer diffractie

Diffractie is een fundamenteel golffenomeen dat een cruciale rol speelt in verschillende aspecten van de fysica, waaronder optica, akoestiek en kwantummechanica.