Τι είναι η περίθλαση και πώς εξαρτάται η ποσότητα του μήκους των κυμάτων;

περίθλαση:Όταν τα κύματα λυγίζουν γύρω από τα εμπόδια

Η διάθλαση είναι το φαινόμενο όπου τα κύματα απλώθηκαν καθώς περνούν από ένα άνοιγμα ή γύρω από ένα εμπόδιο. Αυτή η κάμψη των κυμάτων είναι μια θεμελιώδη ιδιοκτησία όλων των τύπων κυμάτων, συμπεριλαμβανομένου του φωτός, του ήχου και των κυμάτων νερού.

Εδώ λειτουργεί:

1. Wavefront: Ένα κύμα είναι μια φανταστική γραμμή που συνδέει τα σημεία σε ένα κύμα που βρίσκονται στην ίδια φάση ταλάντωσης (π.χ. κορυφές ή κοιλότητες).

2. εμπόδιο ή άνοιγμα: Όταν ένα κύμα συναντά ένα εμπόδιο ή διέρχεται από ένα άνοιγμα, το μονοπάτι του διαταράσσεται.

3. κάμψη: Αντί να συνεχίζει σε μια ευθεία γραμμή, το κύμα κάμπτεται γύρω από το εμπόδιο ή μέσα από το άνοιγμα, εξαπλώνεται έξω.

Γιατί εμφανίζεται περίθλαση;

Ο βασικός λόγος είναι η φύση κύματος του φωτός. Φανταστείτε ένα κύμα που πλησιάζει ένα μικρό άνοιγμα. Κάθε σημείο στο κύμα ενεργεί ως μια μικρή πηγή δευτερογενών κυματομορφών, εξαπλώνεται προς όλες τις κατευθύνσεις. Αυτά τα κύματα παρεμβαίνουν μεταξύ τους, με αποτέλεσμα την εξάπλωση του κύματος πέρα ​​από το άνοιγμα.

Ο ρόλος του μήκους κύματος:

Η ποσότητα περίθλασης εξαρτάται αποφασιστικά από το μήκος κύματος του κύματος και του μεγέθους του εμποδίου ή του ανοίγματος.

* μικρότερα μήκη κύματος: Τα κύματα με μικρότερα μήκη κύματος (όπως το μπλε φως) διαθλαστούν λιγότερο από τα κύματα με μεγαλύτερα μήκη κύματος (όπως το κόκκινο φως). Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο μπορείτε να δείτε τις αιχμηρές άκρες των αντικειμένων που φωτίζονται από το μπλε φως, ενώ το κόκκινο φως εκτοξεύει μαλακές σκιές.

* Μικρότερα ανοίγματα: Η διάθλαση είναι πιο έντονη όταν το μήκος κύματος του κύματος είναι συγκρίσιμο με το μέγεθος του ανοίγματος. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο μπορείτε να παρατηρήσετε τα πρότυπα περίθλασης πιο εύκολα με στενές σχισμές ή μικρές οπές.

Παραδείγματα περίθλασης:

* φως του ήλιου μέσα από ένα παράθυρο: Παρατηρήστε τις "ασαφείς" άκρες των σκιών που δημιουργήθηκαν από το φως του ήλιου που διέρχεται από ένα παράθυρο.

* επιφάνεια CD/DVD: Τα ιριδίζοντα χρώματα σε μια επιφάνεια CD ή DVD προκαλούνται από περίθλαση του φωτός από τις μικροσκοπικές αυλακώσεις που αποθηκεύουν τα δεδομένα.

* Κύματα ήχου: Τα ηχητικά κύματα διαθλαστούν γύρω από τα εμπόδια, επιτρέποντάς σας να ακούσετε κάποιον, ακόμη και αν είναι εν μέρει κρυμμένο πίσω από έναν τοίχο.

* περίθλαση ακτίνων Χ: Χρησιμοποιείται στην κρυσταλλογραφία για τον προσδιορισμό της διάταξης των ατόμων σε ένα κρύσταλλο.

Συνοπτικά:

Η διάθλαση είναι η εξάπλωση των κυμάτων καθώς περνούν από ένα άνοιγμα ή γύρω από ένα εμπόδιο. Η ποσότητα περίθλασης σχετίζεται άμεσα με το μήκος κύματος του κύματος:μικρότερα μήκη κύματος διαθλαστούν λιγότερο, ενώ τα μεγαλύτερα μήκη κύματος διαθλαστούν περισσότερο. Η διάθλαση είναι ένα θεμελιώδες φαινόμενο κύματος που διαδραματίζει ζωτικό ρόλο σε διάφορες επιστημονικές εφαρμογές και καθημερινές παρατηρήσεις.