דיפרקציה
הוצג| English | משמעות |
|---|---|
| diffraction/dɪˈfrækʃn/ | התאבכות |
אתה שומע סביב פינות, אך אינך רואה סביבן
- מישהו מדבר בחדר השכן ואתה שומע אותו, גם ללא קו ישר לאוזניך.
- עם זאת, אינך יכול לראות סביב אותה פינה. מה ההבדל?
- גלים מתכופפים ומתפשטים כאשר הם עוברים דרך פתחים ועורפים — דיפרקציה.
- כמות התפשטותם תלויה בגודל הפתח בהשוואה לאורך הגל.
גלים מתפשטים דרך פתחים
- כאשר גל עובר דרך פתח או עורף קצה, הוא מתפצל למרחב שמעבר.
- התפשטות זו היא דיפרקציה, והיא מתרחשת בכל סוגי הגלים.
- גלים ישרים (מישוריים) הופכים לעקומים לאחר שהם יוצאים מפתח צר.
- זהו הסיבה לכך שקול מגיע אליך סביב דלת או קיר.
פיזור הוא ה-:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
פיזור הוא התפשטות גלים כאשר הם עוברים דרך פתחים או קצוות.
פיזור מתרחש כאשר גלים עוברים דרך פתחים או סביב ____.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
גלים מתפשטים בפתחים ובסביבת קצוות.
גודל הפתח חשוב ביותר
- דיפרקציה היא גדולה ביותר כאשר הפתח בערך באותו גודל כמו אורך הגל.
- פתח רחב משמעותית מאורך הגל כמעט ולא מפזר את הגל.
- פתח בגודל של אורך הגל מפזר אותו כמעט בצורת חצי-מעגל.
- לכן, פתח צר (יחסית ל$\lambda$) גורם לכיפוף רב ביותר.
הפיזור הוא הגדול ביותר כאשר רוחב הפתח הוא:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
ההתפשטות היא הגדולה ביותר כאשר הפתח הוא בגודל אורך הגל.
בחר את כל האמירות הנכונות לגבי פיזור.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
פיזור מרחיב גלים, הוא הגדול ביותר כשהפתח ≈ אורך הגל, והוא הסיבה לכך שקול מתכופף סביב פינות. פתח עצום מפזר הכי מעט.
מדוע קול מתכופף אך אור לא (בדרך כלל)
- לקול יש אורך גל של כמטר, דומה לדלתות – ולכן הוא מתפרץ בחוזקה.
- אורך הגל של האור קטן מאוד (קטן ממיקרומטר), ולכן פעריות יומיומיות כמעט אינן גורמות להתפרקות שלו.
- זוהי הסיבה שאתם שומעים סביב פינות אך האור יוצר צללים חדים.
- עם זאת, אם תצמצמו פתח לגודל אורך הגל של האור, גם האור יתפרק (ברשימה הבאה).
פיזור גדול יותר או פחות?
גלים מתפשטים ביותר כאשר הפתח תואם לאורך הגל שלהם. סדר את כל המקרים.
קול מפוזר בחוזקה סביב דלתות מכיוון שאורך הגל שלו דומה לגודל הדלת.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
אורך הגל של הקול, הנע בסדרת המטרים, תואם לפתחים יומיומיים ולכן הוא מפוזר בחוזקה.
מדוע האור בדרך כלל מטיל צללים חדשים דרך פתחים יומיומיים?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
אורך הגל הזעיר של האור אומר שפתחים יומיומיים גדולים מדי כדי לפזר אותו משמעותית.
דיפרציה חזקה ביותר כאשר רוחב הפתח קריטי לגודל הגל, ולא כאשר הפתח עצום. זוהי בדיוק הסיבה שקול (גל ארוך) מתפרק סביב מכשולים יומיומיים אך אור (גל קטן מאוד) בדרך כלל לא עושה זאת — הפתח גדול משמעותית ממקום גל האור.
קול (אורך גל ~$1\ \text{m}$) ואור (אורך גל ~$5\times10^{-7}\ \text{m}$) חודרים דרך דלת $1\ \text{m}$.
- הדלת ≈ אורך הגל של הקול, ולכן הקול מתפרק בחוזקה — אתם שומעים מסביבו.
- הדלת היא מיליוני פעמים אורך הגל של האור, ולכן האור כמעט אינו מתפרק.
התפרקות היא התפשטות גלים דרך פתריות וסביב קצוות. היא גדולה ביותר כאשר הפתח ≈ אורך הגל. מכיוון לקול יש אורך גל בקנה מידה של מטר הוא מתפרק סביב מכשולים יומיומיים, בעוד שאורך הגל הזעיר של האור גורם לו בדרך כלל ליצירת צללים חדים.