diffractie door een enkele spleet
diffractie komt ook voor wanneer een golf door een spleet (of spleet) in een barrière gaat. Dit wordt getoond in de twee animaties hieronder. Het verschil tussen de films is de grootte van de kloof.
wanneer de grootte van de kloof verandert, hoe beïnvloedt dit de golfdiffractie? Wanneer treedt maximale diffractie op? (Denk aan uw eerdere bevindingen over de diffractie van geluid rond een obstakel).
wanneer de spleetbreedte groter is dan de golflengte (onderste film), gaat de golf door de spleet en verspreidt zich niet veel aan de andere kant. Wanneer de spleetgrootte kleiner is dan de golflengte (topfilm), treedt er meer diffractie op en verspreiden de golven zich sterk – de golfvlakken zijn bijna halfrond. Huygen ‘ s Principe
een manier om de effecten van diffractie te verklaren is het gebruik van een wiskundige methode die is uitgevonden door de 17e-eeuwse natuurkundige Christiaan Huygens.Huygens voerde aan dat een golffront gemodelleerd kon worden als een reeks golfjes. Een golf kan worden omschreven als een cirkelvormige golf, net als de rimpel die je zou krijgen van het laten vallen van een klein steentje in een vijver. Deze golfjes overlappen en interfereren om meer gecompliceerde golffronten te vormen. Bijvoorbeeld-als je een aantal steentjes in een rechte lijn laat vallen, alles in één keer op precies hetzelfde moment, zou een rechte (in science-speak vlak) golffront worden gecreëerd. De video hieronder laat zien hoe u deze methode kunt gebruiken om uit te werken hoe golfplaten worden veranderd door een spleet.
diffractie door twee spleten
het experiment van Young
tot nu toe hebben we slechts het geval van een enkele spleet of spleet onderzocht. Wat gebeurt er als er twee of meer spleten zijn? We zullen eindigen met twee of meer diffractieve golven, die we kunnen verwachten elkaar te verstoren.
Hieronder is een simulatie van diffractie door twee spleten. Het experiment is vernoemd naar de man die het voor het eerst uitvoerde – Young ‘ s double spleet experiment. Kijk eens wat er aan de rechterkant van de spleten gebeurt. Is er een patroon? Wat creëert dit? Is de amplitude op sommige plaatsen groter dan op andere?
rechts van de spleten interfereren de golven met elkaar. In feite kun je dezelfde patronen genereren door twee bronnen te plaatsen waar de spleten zijn. Het geluid door elke spleet diffracteert en straalt als twee puntbronnen. Dus de patronen die je observeert zijn zeer vergelijkbaar met die voor twee bronnen waarvan de golfstraling samen interfereert. Misschien wilt u nog eens kijken naar de pagina ’s over interferentie – alle formuleringen en concepten zijn van toepassing op Young’ s double spleet experiment. Deze video hieronder laat dit mooi zien met behulp van watergolven op een vijver.
denk terug-als we te maken hebben met de interferentie van twee bronnen, zullen er plaatsen zijn waar de golven in fase zijn en constructieve interferentie veroorzaken, en andere plaatsen waar de golven uit fase zijn en destructief interfereren. In een audio voorbeeld kunnen de twee spleten worden vervangen door twee luidsprekers, en de maxima en minima in de Golf superpositie zouden dan overeenkomen met locaties van luidheid en stilte.
we hoorden deze luide / stille gebieden de een na de ander als we in een boog voor de luidsprekers bewogen – ze worden Young ‘ s franges genoemd. Als het experiment wordt uitgevoerd met behulp van lichtgolven, krijg je heldere locaties voor constructieve interferentie en donkere locaties voor destructieve interferentie. Young gebruikte dit experiment om de golflengte van licht te meten.
volgende: diffractierooster