Wellenbeugung und Beispiele

Der Wellenbeugung Es ist die Abweichung der Richtung, in die sich die Wellen ausbreiten, wenn sie ein Hindernis finden, das ein solides Objekt oder eine Lücke sein kann. Durch die Beeinflussung des Hindernisses verzerrt die Welle und umgibt es. Damit der Effekt sehr geschätzt wird, ist es notwendig, dass die Größe des Hindernis mit der der Wellenlänge vergleichbar ist.

Das Phänomen der Wellenbeugung wird nach Huygens -Prinzip erklärt, das 1678 von den niederländischen Physikern Christian Huygens entdeckt wurde. Es heißt, wenn die Störung ein Medium erreicht, verhält sich jeder Punkt davon als Emitter neuer Wellen, von gleicher Geschwindigkeit und Frequenz als Original.

Die Abbildung zeigt in zwei Fällen die Beugung einer flachen Wellenfront ist gefaltet und wird eine sphärische Front. Quelle: Wikimedia Commons.

Auf diese Weise gibt es kontinuierlich eine neue Wellenfront, die durch Zeichnen der Hüllkurve jeder ausgestellten sekundären Welle sichtbar gemacht werden kann.

Natürlich hat diese Wellenfront unendliche Punkte, aber genau anstelle des Hindernis.

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Beispiele für Beugung

Die Beugung ist ein charakteristisches Phänomen aller Wellen, einschließlich Licht- und akustischer Wellen. Wenn ein Partikelstrahl auf einen mit Öffnungen versehenen Bildschirm ausgelöst wird, verhalten sich der Strahl nicht auf die gleiche Weise, wie eine Welle wie Licht gemacht wird Eröffnung eingereicht, würde aber in einer geraden Linie fortgesetzt werden.

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Das erste, das das Phänomen der Beugung des Lichts erlebt und dokumentiert, war der italienische Wissenschaftler und Priester Francesco María Grimaldi (1618-1663) und der ihm auch seinen Namen gab.

Projekt Sonnenlicht in einem dunklen Raum

Wie Grimaldi kann überprüft werden, dass der Sonneneinstrahlung in einem dunklen Raum und die Projekte durch einen mit einem kleinen Loch oder Schlitz an die Wand vorgesehen.

Es ist auch ersichtlich, dass die Kanten nicht klar sind und obwohl es nicht so einfach zu beobachten ist, haben die Ufer im Schatten ein diffuses Streifenmuster. Wenn jedoch monochromatisches Licht verwendet wird, wie das, das aus einem Laser stammt, gibt es ein markierteres Streifenmuster.

Die Beugung des Lichts ist nicht so offensichtlich wie der des Klangs oder der der Wellen des Meeres, denn damit es auftritt. Das sichtbare Licht hat Wellenlängen zwischen 400-700 Nanometern (1 Nanometer = 10^-9 Meter).

Je näher der Schlitz, durch den das Licht, das an der Wand oder dem Bildschirm projiziert wird.

Das elektronische Mikroskop

Elektronisches Mikroskop in einem histologischen Labor

Lichtbeugung ist eine Einschränkung für das optische Mikroskop. Wenn ein Objekt kleiner als die Wellenlänge des Lichts ist, gibt es keine Möglichkeit, es zu sehen, da die Beugung das Bild des Objekts vollständig verwischt.

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Deshalb verwenden Wissenschaftler Elektronen, um sehr kleine Strukturen zu beleuchten, da die Wellenlänge eines Elektronenstrahls geringer ist als die des Lichts. Es kommt vor, dass Elektronen eine doppelte Natur haben und sich wie Wellen verhalten können.

Beugung der Wellen des Meeres

Die Beugung der Wellen des Meeres wird deutlich beobachtet, wenn sie zwischen den Felsen in Blue Lagoon, Wales, südwestlich des Vereinigten Königreichs. Quelle: Wikimedia Commons.

Die Beugung der Meereswellen ist deutlich um die Felsen und die kleinen Inseln zu sehen, insbesondere wenn der Abstand zwischen diesen Felsen der Wellenlänge, die die Wellen haben, sehr ähnlich ist.

Röntgenbeugung

Die Beugung tritt nicht nur mit sichtbarem Licht auf, sondern auch mit dem Rest des elektromagnetischen Spektrums. Bei der Interposition einer kristallinen Struktur vor einem X -Strahl -Strahl erzeugt die Beugung, die sie erleben, ein Muster, das von dieser Struktur abhängt.

Diese Beugung ist auf die Wechselwirkung zwischen den X -Strahlen und den äußeren Elektronen der Glasatome zurückzuführen.

Tierkommunikation

Viele Tiere kommunizieren miteinander emittierende Geräusche, die aufgrund ihrer niedrigen Frequenz für den Menschen unhörbar sind. Die hörbare Auswahl der Menschen ist sehr breit und schwingt zwischen 20 und 20 oszillieren.000 Hz, aber Tiere wie der afrikanische Elefant können Geräusche mit Frequenzen unter 20 Hz abgeben.

Das Phänomen hilft ihnen dabei. Wenn diese Felsen, Bäume und Sträucher finden, spiegelt sich ein Teil im Hindernis wider, und der andere erweitert das Hindernis und füllt das Medium sofort in seinem Weg.

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Dies hilft den Packmitgliedern, sich leicht aufeinander zu befinden.

Aber nicht nur Pachiderms verwenden diese Soundeigenschaft, sondern auch Rhino, Giraffen und Krokodile können Niederfrequenzgeräusche verwenden. Sogar das Dröhnen der Tiger enthält niedrige Frequenzen, die nach Ansicht von Experten dazu beitragen, den Damm zu lähmen.

Nebel

Sie sind Redner, die dazu dienen, Schiffe in Bereichen zu leiten, in denen Nebel eine gute Sichtbarkeit verhindert. Ebenso haben die Schiffe diese Redner, um vor ihrer Anwesenheit zu warnen und somit Unfälle zu vermeiden.

Nebellautsprecher geben niedrige Frequenzgeräusche ab, dh schwere Anmerkungen, da, wie oben erläutert, niedrige Frequenzgeräusche mehr als hohe Frequenz sind und auch größere Entfernungen zurücklegen.

Letzteres ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass die Abschwächung der Schallwelle niedriger ist. Aus diesem Grund gehen die akuten Klänge schneller verloren als die ernsthaften, ein weiterer Grund, warum die Elefanten sehr niedrige Geräusche verwenden, um zu kommunizieren.

Radio AM vs. Fm

Zifferblatt eines AM- und FM -Radiomoures

Radiowellen können aufgrund von Hindernissen wie Hügeln, Bergen und großen Gebäuden eine Beugung erleben. Die AM-Bande hat lange Wellenlängen (180-550 Meter) im Vergleich zu den normalerweise gefundenen Hindernissen.

Deshalb beugen sie leichter als die von FM, deren Wellenlänge nur ein paar Meter betragen kann. Diese weiten sich nicht so gut ab, wenn sie in Gebäude stoßen, sodass es in einigen Bereichen schwierig ist, es zu empfangen.

Verweise

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