Τι καθορίζει πόσο ένα κύμα θα διαθλασθεί όταν συναντά ένα εμπόδιο;
1. Μήκος κύματος (λ) του κύματος:
* μικρότερα μήκη κύματος διαθλαστικά λιγότερο: Τα κύματα με βραχύτερα μήκη κύματος τείνουν να ταξιδεύουν σε ίσια μονοπάτια και είναι λιγότερο πιθανό να λυγίσουν γύρω από τα εμπόδια. Σκεφτείτε το φως:το μπλε φως (μικρότερο μήκος κύματος) διαθλασθεί λιγότερο από το κόκκινο φως (μεγαλύτερο μήκος κύματος).
* Μεγαλύτερα μήκη κύματος διαθλαστούν περισσότερο: Τα κύματα με μεγαλύτερα μήκη κύματος λυγίζουν πιο εύκολα γύρω από τα εμπόδια. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα ραδιοκύματα (μακρά μήκη κύματος) μπορούν να διαθλιπτούν γύρω από τα κτίρια και τους λόφους, ενώ ο ορατός φως (μικρότερα μήκη κύματος) αγωνίζεται να το πράξει.
2. Μέγεθος του εμποδίου (D):
* Μικρότερα εμπόδια διαθλαστούν περισσότερο: Όταν το μέγεθος του εμποδίου είναι συγκρίσιμο ή μικρότερο από το μήκος κύματος του κύματος, το κύμα διαθλώνεται σημαντικά. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα ηχητικά κύματα μπορούν να διαθλιπτούν γύρω από τις πόρτες, ενώ τα ελαφριά κύματα δεν μπορούν.
* μεγαλύτερα εμπόδια διάθλασης λιγότερο: Όταν το εμπόδιο είναι πολύ μεγαλύτερο από το μήκος κύματος, το κύμα τείνει να ακολουθεί μια ευθεία διαδρομή και δεν διαθλιπτικό πολύ.
3. Απόσταση μεταξύ του εμποδίου και του σημείου παρατήρησης:
* Η διάθλαση είναι πιο έντονη σε μεγαλύτερες αποστάσεις: Όσο περαιτέρω είστε από το εμπόδιο, τόσο περισσότερο θα εξαπλωθεί το διάθλημα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο μπορείτε να ακούσετε ήχους που προέρχονται από τις γωνίες, ακόμη και αν δεν μπορείτε να δείτε την πηγή.
Μαθηματική σχέση:
Η ποσότητα περίθλασης μπορεί να ποσοτικοποιηθεί με την εξίσωση περίθλασης fraunhofer , που περιλαμβάνει το μήκος κύματος, το μέγεθος του εμποδίου και την απόσταση από το σημείο παρατήρησης.
Συνοπτικά:
* μικρότερο μήκος κύματος και μεγαλύτερο μέγεθος εμποδίων: μικρότερη διάθλαση
* μεγαλύτερο μήκος κύματος και μικρότερο μέγεθος εμποδίων: περισσότερη διάθλαση
Η διάθλαση είναι ένα θεμελιώδες φαινόμενο κύματος που διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο σε διάφορες πτυχές της φυσικής, συμπεριλαμβανομένης της οπτικής, της ακουστικής και της κβαντικής μηχανικής.
