9 przykładów dyfrakcji światła: szczegółowe informacje i fakty

Obserwujemy dyfrakcyjne zachowanie światła w życiu codziennym. W tym artykule przyjrzę się kilku różnym aspektom dyfrakcji światła i krótko je wyjaśnię. 

Oto kilka przykładów dyfrakcji światła podanych poniżej;

• Kompaktowy napęd
• Hologram   
• Promień światła wpada do słabo oświetlonego pomieszczenia
• Promienie zmierzchowe
• Dyfrakcja rentgenowska
• Woda przepływająca z małej szczeliny
• Korona księżycowa/słoneczna
• Dźwięk
• Pierścień światła wokół źródła
• Propagacja sygnału

Płyta kompaktowa  

Na płytach kompaktowych zjawisko dyfrakcja jest bardziej podatny. Okładka dysku kompaktowego mieni się i ma dużo otworów. Gdy światło pada na powierzchnię dysku kompaktowego, jego część ulega dyfrakcji, podczas gdy reszta jest odbijana. Z tego powodu na powierzchni dysku kompaktowego pojawia się wzór przypominający tęczę. 

Hologram

Światło ugina się na różne sposoby, gdy przechodzi przez hologram, tworząc zarówno fizyczne, jak i sztuczne obrazy przedmiotu wykorzystywanego do odsłaniania filmu. Układ interferencji jest taki sam, jak ten wytwarzany przez przedmiot. Prowadzenie wzroku wokół wzoru interferencji, podobnie jak wpatrywanie się prosto w przedmiot, zapewnia alternatywne punkty widzenia.

W konsekwencji obraz wydaje się trójwymiarowy i naśladuje przedmiot. To fantastyczna kreacja z obiecującą przyszłością. Dyfrakcja służy do tworzenia trójwymiarowej percepcji obrazu w hologramie. Różne kopie obrazu są rozpraszane i docierają do obiektywu z różnych kierunków, w wyniku czego ingerencja wzór.

Korzystając z tej konfiguracji, warstwa holograficzna jest następnie pozostawiona do opadnięcia. W końcu tworzymy dla nas trójwymiarowe doświadczenie. 

Promień światła wpada do słabo oświetlonego pomieszczenia

Unikalne zjawisko pojawia się, gdy światło przenika przez zaciemnione miejsce przez mały otwór. Do wyjaśnienia tego zjawiska używa się słowa „dyfrakcja”.  Dzieje się tak, gdy rozmiar obiektu lub apertury (w tym przypadku krawędzi małego otworu) jest równy długości fali promienia świetlnego! Dyfrakcja to wnikanie światła w obszary wcześniej zacienione 

Promienie świetlne „uginają się” (nie dosłownie), gdy dotykają powierzchni wąskiego otworu, powodują to dyfrakcja. Jasność jest następnie rozpraszana do środkowego maksimum, a następnie wokół środkowych szczytów, których szerokość i jasność zmniejszają się, gdy promieniują na zewnątrz w wyniku dyfrakcji. 

Promienie zmierzchowe: 

W optyce atmosferycznej promienie zmierzchu to promienie słoneczne, które wydają się rozchodzić na samotnym skrawku nieba. Takie belki to słupy słonecznego wiatru podzielone ciemniejszymi obszarami zacienionymi przez chmury, które przepływają przez otwory w chmurze lub między innymi strukturami. Termin ten wynika z faktu, że najczęściej występują one w godzinach zmierzchu (świt i zmierzch), gdy różnice między światłem a cieniem są bardziej wyraźne. 

Każdy mógł być świadkiem tego wspaniałego widoku przynajmniej raz w życiu. Promienie zmierzchu, często nazywane wiązkami nieba, są promieniami oszałamiająco wyglądającymi. Wiązki ulegają dyfrakcji i zmianie kierunku, gdy próbują dotrzeć do Ziemi, ale utrudnia je mgła. Dyfrakcja to wygięcie wiązki spowodowane pojawieniem się przeszkody na jej zwykłej trasie. Możesz powiedzieć innym, dlaczego uważasz, że widok jest tak piękny, że znów go widzisz. 

Dyfrakcja rentgenowska: 

Ze względu na ich równomierne odstępy, atomy kryształu wytwarzają wzór interferencyjny promienia zawartego w wchodzącej fali promieni rentgenowskich w Dyfrakcja rentgenowska. Mikroskopijne powierzchnie kryształu działają na promienie rentgenowskie w taki sam sposób, jak jednolicie kontrolowana siatka działa na wiązkę światła.  

Ponieważ monochromatyczne źródło promieniowania rentgenowskiego styka się z powierzchnią docelową, dominującym efektem jest dyspersja tych promieni rentgenowskich przez atomy wewnątrz powierzchni docelowej. Rozproszone promienie X oddziałują konstruktywnie i destrukcyjnie w substancjach o jednorodnej organizacji (tj. krystalicznej). To jest mechanizm dyfrakcji.

Prawo Bragga, nλ = 2dsinθopisuje dyfrakcję promieni rentgenowskich na kryształach (theta). Dostępne wzory dyfrakcyjne są określane przez wielkość i kształt komórki elementarnej materiału. Rodzaj i konfiguracja cząstek w układzie sieciowym wpływa na intensywność fal dyfrakcyjnych.  

Z drugiej strony większość materiałów to agregaty lub proszki polikrystaliczne, które składają się z wielu małych krystalitów we wszystkich możliwych konfiguracjach. Gdy źródło promieniowania rentgenowskiego zostanie skupione na pyle z dowolnie ustawionymi krystalitami, promień będzie obserwować wszystkie potencjalne powierzchnie międzyatomowe. Wszystkie wyobrażalne maksima dyfrakcyjne z pyłu zostaną zidentyfikowane, jeśli kąt obserwacji będzie stale zmieniany. 

Woda przepływająca z małej szczeliny

Dyfrakcja ma miejsce, gdy woda wypływa przez otwór i jest rozpraszana. Stopień dyfrakcji wzrasta wraz ze wzrostem długości fali. Jeśli szerokość odstępu jest z grubsza równa długości fali, następuje największa dyfrakcja. 

Za każdym razem, gdy poruszająca się woda w jeziorze styka się z maleńką szczeliną, prawdopodobnie przerywa ona swój zwykły ruch. Fala wody zakrzywia się po obu stronach szczeliny. Taka krzywizna fali wodnej jest kolejnym przykładem dyfrakcji. 

Korona księżycowa/słoneczna

Światło przechodzące przez kropelki mgły ulega dyfrakcji i rozproszeniu, gdy szczelina między kropelkami jest porównywalna z długością fali światła widzialnego. Iluminacja, którą obserwujemy, pochodząca z księżyca na bezchmurnym niebie, na przykład, pochodzi bezpośrednio z księżyca. I odwrotnie, jeśli między obserwatorem a księżycem znajduje się niewielka pokrywa chmur, dyfrakcja i rozproszenie światła księżyca skutkuje jaśniejszym oświetleniem w porównaniu do rzeczywistego.

„Pierścień” światła, który otacza słońce lub księżyc, jest znany jako korona. Termin korona odnosi się do kręgu jasności, który rozwija się wokół Słońca lub Księżyca po tym, jak światło słoneczne lub światło księżyca ulega dyfrakcji przez mikroskopijną wilgotność lub cząsteczki lodu. Korona księżycowa to pierścień księżyca, podczas gdy korona słoneczna to pierścień słońca. 

Dźwięk

Jesteśmy w stanie uchwycić głos, jeśli zostanie wymówiony na głos. Czy będziemy w stanie uchwycić głos, jeśli osoba krzycząca stanie za gigantycznym drzewem i będzie krzyczeć z taką samą siłą? Tak, więc dlaczego dźwięk nie jest zagłuszany, jeśli na drodze stoi masywne drzewo? Powodem tego jest to, że dźwięk przechodzi i dociera do naszego ucha poprzez zjawisko dyfrakcji. 

Ponieważ ten sam proces, który umożliwia promieniom zakrzywianie się wokół barier, pozwala im również na rozszerzanie się przez małe dziury, można by pomyśleć, że dyfrakcja ma sprzeczny charakter. Ta właściwość dyfrakcji ma wiele konsekwencji. Oprócz tego, że potrafisz słuchać hałasu, stojąc poza pomieszczeniem, rozciąga się to również poza fale dźwiękowe ma wpływ na wygłuszenie pomieszczenia.

Ponieważ wszelkie otwory umożliwiają rozchodzenie się hałasu z zewnątrz w pomieszczeniu, skuteczne wyciszenie wymaga dobrze uszczelnionej przestrzeni. To niesamowite, ile hałasu dostaje się przez małą szczelinę. Obudowy systemów głośnikowych muszą być dobrze uszczelnione z identycznych powodów. 

Pierścień światła wokół źródła

Kiedy spojrzymy na jakieś otaczające nas źródło światła, zobaczymy, że światło słoneczne nie jest przekazywane dokładnie po prostej; zamiast tego niewielka część światła wyjściowego ulega dyfrakcji w pobliżu źródła. Światło ulega dyfrakcji, przypisywane dominacji cząsteczek brudu i aerozolu. 

Signal Propagacja 

W przedłużającej się bezprzewodowej transmisji danych dyfrakcja ma kluczowe znaczenie. Rozprzestrzenianie się linii widzenia na duże odległości jest niemożliwe ze względu na zakrzywioną powierzchnię Ziemi i masywne bariery. Dlatego, aby przekaz osiągnął swój cel, potrzebna jest wielopoziomowa dyfrakcja.

Wiadomość nadal uderza w bariery, jednocześnie jest wzmacniana za pomocą wzmacniaczy, aż osiągnie swój cel. Dyfrakcja decyduje o tym, ile telefonów możesz odebrać. 

Często zadawane pytania |FAQ 

P. Co oznacza dyfrakcja, ale dlaczego występuje? 

Dyfrakcja to rozszerzanie się fal podczas przechodzenia przez otwór lub wokół barier.

Dzieje się tak, gdy apertura lub przeszkoda ma wielkość porównywalną z długością fali wchodzącej wiązki. Przy stosunkowo niewielkich szerokościach otworów zdecydowana większość fali jest zasłonięta. 

P. Czy mniejsze długości fal mogą ulegać dyfrakcji szybciej niż dłuższe? 

Dyfrakcja zachodzi pod różnymi kątami w zależności od długości fali światła, przy czym fale o mniejszej długości ulegają dyfrakcji pod większym kątem niż fale o większej długości.

• Energia słoneczna na energię chemiczną: co, jak przekonwertować, przykłady i fakty
• Punkt rosy i punkt bąbelkowy: związek i szczegółowe fakty
• Jak znaleźć kierunek momentu obrotowego: z rozwiązanym złożonym scenariuszem
• 7 przykładów momentu obrotowego: szczegółowe wyjaśnienia
• Jak znaleźć współczynnik tarcia statycznego: 7 scenariuszy
• Co powoduje elektryczność statyczną: w ciele, domu, powietrzu, ubraniach, zimie

Przeczytaj także:

• Przykłady odległości
• Przykłady stopów
• Przykłady podwójnych wiązań kowalencyjnych
• Przykłady fioletowych bakterii siarkowych
• Przykłady tarcia statycznego
• Przykłady konwekcyjnego przenoszenia ciepła
• Doskonale niesprężyste przykłady zderzeń
• Przykłady równowagi neutralnej
• Przykłady hipotez
• Przykłady równowagi termicznej