difrakce jedinou štěrbinou
difrakce také nastává, když vlna prochází mezerou (nebo štěrbinou) v bariéře. To je uvedeno ve dvou animacích níže. Rozdíl mezi filmy je velikost mezery.
když se změní velikost mezery, jak to ovlivní vlnovou difrakci? Kdy nastane maximální difrakce? (Přemýšlejte o svých předchozích zjištěních o difrakci zvuku kolem překážky).
šířka mezery je větší než vlnová délka (spodní video), vlna prochází přes propast a nešíří se tolik na druhé straně. Když mezera velikost je menší než vlnová délka (vrchol filmu), více difrakci dochází, a vlny se šíří výrazně – resp. jsou téměř půlkruhový.
Huygen Princip
Jeden způsob, jak vysvětlit účinky difrakce je použít matematickou metodu vynalezl v 17. století fyzik Christiaan Huygens.
Huygens tvrdil, že vlnová fronta může být modelována jako řada vlnek. Vlnka může být popsána jako kruhová vlna podobně jako zvlnění, které byste dostali od pádu malého oblázku do rybníka. Tyto vlnky se překrývají a interferují, aby vytvořily složitější vlnové fronty. Například – pokud byste upustili několik oblázků v přímce, vše najednou ve stejnou dobu, vytvořila by se rovná (ve vědecko-mluvené rovině) vlnoplocha. Video níže ukazuje, jak můžete pomocí této metody zjistit, jak jsou vlnové okraje změněny štěrbinou.
Difrakce Skrz Dvě Štěrbiny
youngův Experiment
zatím jsme v úvahu pouze případ jedné štěrbiny nebo mezery pro vlnu projít. Co se stane, pokud jsou dvě nebo více štěrbin? Skončíme dvěma nebo více difrakčními vlnami, které bychom mohli očekávat, že se vzájemně ruší.
níže je simulace difrakce dvěma štěrbinami. Experiment je pojmenován po muži, který ho poprvé provedl-Youngův experiment s dvojitou štěrbinou. Podívejte se, co se děje napravo od štěrbin. Existuje nějaký vzorec? Co to vytváří? Je amplituda na některých místech větší než jiná?
napravo od štěrbin vlny vzájemně zasahují. Ve skutečnosti můžete generovat stejné vzory umístěním dvou zdrojů, kde jsou štěrbiny. Zvuk skrz každou štěrbinu difraguje a vyzařuje spíše jako dva bodové zdroje. Takže vzorce, které pozorujete, jsou velmi podobné těm u dvou zdrojů, jejichž vlnové záření spolu zasahuje. Možná se budete chtít znovu podívat na stránky o rušení-všechny formulace a koncepty jsou použitelné pro Youngův experiment s dvojitou štěrbinou. Toto video níže to pěkně demonstruje pomocí vodních vln na rybníku.
Zamyslete se-pokud se zabýváme rušením dvou zdrojů, budou místa, kde jsou vlny ve fázi a způsobují konstruktivní rušení, a další místa, kde jsou vlny mimo fázi a destruktivně zasahují. V audio příklad, dva rozparky mohl být nahrazen dvěma reproduktory, a maxima a minima v neurčitém by pak odpovídají umístění hlasitost a tichý.
slyšeli jsme tyto hlasité / tiché oblasti jeden po druhém, když jsme se pohybovali obloukem před reproduktory – nazývají se Youngovy třásně. Pokud se experiment provádí pomocí světelných vln, získáte jasná místa pro konstruktivní rušení a tmavá místa pro destruktivní rušení. Young použil tento experiment k měření vlnové délky světla.
další: difrakční mřížka