Dyfrakcja dźwięku, z którego składa się, przykłady, aplikacje

Dyfrakcja dźwiękowa Jest to zjawisko, które występuje, gdy dźwięk jest zakrzywiony i rozprzestrzenia się wokół otworu lub przeszkody. Jest to powszechne dla wszystkich fal: gdy fala dźwiękowa osiąga otwór lub przeszkodę, punkty jej płaszczyzny stają się źródłami i emitują inne dyfrakcyjne.

Dźwięk jest dokładnie falą ciśnieniową, która rozprzestrzenia się w powietrzu, a także przez wodę i substancje stałe. W przeciwieństwie do światła, które jest również falą, dźwięk nie może rozprzestrzeniać się z powodu pustki. Jest tak, ponieważ światło działa zupełnie inaczej: jest to fala elektromagnetyczna.

Rysunek 1. Płaska fala wpływająca na szczelinę i dyfrakcja. Źródło: Pixabay

Kluczem do zjawiska dyfrakcji jest rozmiar przeszkody w odniesieniu do długości fali: dyfrakcja jest bardziej intensywna, gdy przeszkoda ma wymiary porównywalne z długością fali.

W dźwięku długość fali jest rzędu mierników, podczas gdy światło jest rzędu setek nanometrów. Podczas gdy dźwięk ma ludzką skalę, światło ma skalę drobnoustrojów. 

Ta ogromna różnica w skali długości fali między dźwiękiem a światłem stoi za faktem, że możemy usłyszeć rozmowę po zakątku.  

I jest tak, że dźwięk jest w stanie zakrzywił się w rogu, podczas gdy światło jest nadal proste. To zjawisko krzywizny w rozprzestrzenianiu się fali dźwiękowej jest dokładnie dyfrakcją dźwięku.

[TOC]

Dźwięk

Dźwięk jest rozumiany jako fale ciśnieniowe przemieszczające się w powietrzu i które są rozumiane w zasięgu słyszalnym.

Może ci służyć: pęd kątowy: ilość, ochrona, przykłady, ćwiczenia

Słyszalny zasięg ucha młodego człowieka i brak problemów słuchowych wynosi od 20 Hz do 20 000 Hz. Ten margines zwykle zawęża z wiekiem.

Niskie tony lub częstotliwości wynoszą od 20:00 do 256 Hz. Środkowe odcienie od 256 Hz do 2000 Hz. A ostre tony to te od 2 kHz do 20 kHz.

Prędkość dźwięku w ciśnieniu atmosferycznym 1 atm i w 0º C wynosi 331 m/s. Związek między prędkością v propagacji fali o długości fali λ i jego częstotliwość F jest następny:

V = λ⋅f

Z tego związku mamy, że długość fali ma następujące zakresy:

- Niskie tony: od 16,5 m do 1,3 m.

- Średnie tony: 130 cm przy 17 cm.

- Wysokie tony: 17 cm przy 1,7 cm.

Przykłady dyfrakcji dźwiękowej

Otwarte drzwi audytorium

Audytorium lub sala koncertowa to ogólnie zamknięta obudowa ze ścianami, które pochłaniają dźwięk, zapobiegając jego odbiciu.

Jeśli jednak drzwi audytorium są otwarte, koncert można usłyszeć bez problemów, nawet gdy orkiestra pozostaje poza widokiem.

Jeśli jesteś na szczycie drzwi, można dostrzec pełny zakres dźwięków. Jeśli jednak jesteś z jednej strony, słychać poważne dźwięki, podczas gdy ostre nie. 

Poważne dźwięki mają długą długość fali i dlatego mogą otaczać drzwi i być usłyszane za nimi. Wszystko jest spowodowane zjawiskiem dyfrakcji.

Za pudełkiem głośnika

Głośnik lub głośnik emituje szeroki zakres długości fal. Pudełko głośnika same w sobie jest przeszkodą, która produkuje cień brzmi za nią. 

Może ci służyć: Test napięcia: Jak to się robi, właściwości, przykłady

Ten cień dźwięku jest wyraźny dla wysokich częstotliwości, których nie można usłyszeć za głośnikiem, podczas gdy bas i część pończoch mogą słuchać, ponieważ one one wokół urządzenia.

Poprzedni eksperyment działa najlepiej na otwartej przestrzeni, ponieważ musi.

Zespół muzyków na ulicy

Z zespołu muzyków, którzy grają na ulicy, można usłyszeć z Cross Street, z której artystów nie widać.

Powodem, jak powiedzieliśmy wcześniej, jest to, że kierunek dźwięku jest w stanie zakrzywił się i przekraczać narożnik, podczas gdy światło podróżuje w linii prostej.

Jednak ten efekt nie jest taki sam dla wszystkich długości fal. Długa fala.

Z tego powodu na Cross Street, skąd muzycy nie są podzieleni, ostre instrumenty, takie jak trąbki i skrzypce, nie są dobrze słyszane, podczas gdy perkusja i perkusja są wyraźniej słyszane.

Rysunek 2. Dyfrakcja dźwięku na ulicy. Źródło: Self Made

Ponadto, niskie odcienie długości długości fali są mniej tłuste.

Zwierzęta, które korzystają z niskich częstotliwości

Słonie emitują fale fali o bardzo niskiej częstotliwości i bardzo długiej długości fali, aby komunikować się z rówieśnikami na dużych odległościach. Robi to również wieloryby, co pozwala również na dobrą komunikację odległości.

Może ci służyć: Imantacja: co polega na metodzie i przykładach

Zastosowania dyfrakcji dźwięku

Zwiększony obszar słuchu

Aby głośnik miał rozległy obszar słuchu, szerokość klaksonu musi być mniejsza niż długość fali, który emituje. 

Istnieje specyficzna konstrukcja klaksonu, która wykorzystuje dyfrakcję dźwiękową: to róg rozproszenia.

Ogólnie uważa się, że im wyższa przepona rogu, obejmuje to bardziej obszar. Jednak w rogu dyspersji przepona jest niewielka, a jego kształt sprawia, że ​​dźwięk się rozszerza, wykorzystując zjawisko dyfrakcji dźwięku. 

Kształt klaksonu jest jak klakson lub prostokątny wyjście o niższym rozmiarze niż emituje długości fali.

Prawidłowa instalacja tego typu głośników odbywa się z krótką stroną prostokątnej usta w poziomie i długiej stronie pionowo. W ten sposób osiąga się większą amplitudę pokrycia poziomego i kierunkowość dźwięku równolegle do ziemi.

Bibliografia

1. Fizyka/akustyka/propagacja dźwięku. Odzyskane z: jest.Wikibooks.org
2. Buildedia. Dyfrakcja dźwiękowa. Odzyskane z: Contrumatic.com
3. Dyfrakcja (dźwięk). Odzyskane z: esacademicka.com
4. Klasa fizyki. Różnica fal dźwiękowych. Odzyskany z: Physicsclassroom.com
5. Wikipedia. Dyfrakcja (dźwięk). Wyzdrowiał z Wikipedii.com