Γιατί εμφανίζεται περίθλαση;

Η διάθλαση συμβαίνει επειδή τα κύματα , είτε το φως, ο ήχος ή τα κύματα νερού, τείνουν να εξαπλώνονται καθώς περνούν από ένα άνοιγμα ή γύρω από ένα εμπόδιο . Αυτή η εξάπλωση είναι συνέπεια της φύσης των κυμάτων αυτών των φαινομένων.

Ακολουθεί μια πιο λεπτομερής εξήγηση:

* Αρχή του Huygens: Αυτή η αρχή δηλώνει ότι κάθε σημείο σε ένα κύμα μπορεί να θεωρηθεί πηγή δευτερογενών wavelets που απλώνονται προς όλες τις κατευθύνσεις. Όταν ένα κύμα αντιμετωπίζει ένα εμπόδιο, μόνο τα κύματα που προέρχονται από το μη αποκλεισμένο τμήμα του κύματος μπορεί να διαδοθεί περαιτέρω.

* παρεμβολή: Καθώς αυτά τα δευτερεύοντα κύματα διαδίδονται, παρεμβαίνουν μεταξύ τους. Αυτή η παρέμβαση μπορεί να είναι εποικοδομητική (οι κορυφές των κυμάτων προστίθενται, καθιστώντας το κύμα ισχυρότερο) ή καταστρεπτικό (οι κορυφές των κυμάτων και οι κοιλότητες ακυρώνονται, εξασθενίζοντας το κύμα).

* Το αποτέλεσμα: Η συνδυασμένη επίδραση της αρχής και της παρεμβολής του Huygens έχει ως αποτέλεσμα την κάμψη των κυμάτων γύρω από τα εμπόδια και την εξάπλωση καθώς διέρχεται από στενά ανοίγματα. Αυτό το φαινόμενο κάμψης είναι γνωστό ως περίθλαση.

Παράγοντες που επηρεάζουν τη διάθλαση:

* μήκος κύματος: Όσο μικρότερο είναι το μήκος κύματος του κύματος, τόσο μικρότερη είναι η περίθλαση. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα ελαφρά κύματα, τα οποία έχουν πολύ μικρά μήκη κύματος, διαθλαστούν λιγότερο από τα ηχητικά κύματα, τα οποία έχουν πολύ μεγαλύτερα μήκη κύματος.

* Μέγεθος του ανοίγματος ή του εμποδίου: Η διάθλαση είναι πιο έντονη όταν το μέγεθος του ανοίγματος ή του εμποδίου είναι συγκρίσιμο με το μήκος κύματος του κύματος. Για παράδειγμα, τα ηχητικά κύματα διαθλαστούν πιο εύκολα γύρω από έναν μικρό πυλώνα από ό, τι γύρω από ένα μεγάλο κτίριο.

Παραδείγματα περίθλασης:

* Φως που διέρχεται από μια στενή σχισμή: Όταν το φως περνάει μέσα από μια στενή σχισμή, εξαπλώνεται και δημιουργεί ένα μοτίβο φωτεινών και σκοτεινών ζωνών σε μια οθόνη πίσω από τη σχισμή.

* Τα ηχητικά κύματα κάμπτονται γύρω από τις γωνίες: Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο μπορείτε να ακούσετε κάποιον να μιλάει γύρω από μια γωνία, παρόλο που δεν μπορείτε να τα δείτε.

* Κύματα νερού που διέρχονται από ένα κενό: Όταν τα κύματα νερού περνούν μέσα από ένα κενό σε ένα φράγμα, απλώνουν και δημιουργούν ένα πρότυπο κορυφογραμμών κύματος και κοιλότητες.

Η διάθλαση είναι μια θεμελιώδης ιδιοκτησία των κυμάτων και διαδραματίζει σημαντικό ρόλο σε διάφορες επιστημονικές και τεχνολογικές εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένης της λειτουργίας τηλεσκοπίων, μικροσκοπίων και σχισμών περίθλασης.