ДИФРАКЦИЈА ЗВУКА: ОД ЧЕГА СЕ САСТОЈЕ, ПРИМЕРИ, АПЛИКАЦИЈЕ - ФИЗИЧКИ - 2025

Дифракција Звук је феномен који се јавља када се криве звука и расипа около отвором или препрека. То је нешто заједничко свим таласима: када звучни талас дође до отвора или препреке, тачке његове равнине постају извори и емитују друге дифрактоване.

Звук је тачно таласни притисак који путује ваздухом, а такође кроз воду и чврсте материје. За разлику од светлости, која је такође талас, звук се не може ширити кроз вакуум. То је зато што светлост делује потпуно другачије - то је електромагнетни талас.

Слика 1. Равни талас пада на утор и дифракције. Извор: пикабаи

Кључно у феномену дифракције је величина препреке у односу на таласну дужину: дифракција је интензивнија када препрека има димензије упоредиве са таласном дужином.

По звуку, таласна дужина је реда мерача, док је светлост реда стотина нанометара. Док звук има људску вагу, светлост има микробску меру.

Ова огромна разлика у скали таласне дужине између звука и светлости лежи иза чињенице да можемо да слушамо разговор иза угла, а да не можемо да посматрамо оне који разговарају.

А звук је способан да се закриви иза угла, док се светло наставља право. Ова појава закривљености у ширењу звучног таласа је управо дифракција звука.

Звук

Звук се разуме као притисак таласи који путују ваздухом и који су укључени у звучни опсег.

Распон звука до уха младог оштећеног човека је између 20 Хз и 20.000 Хз. Тај опсег тежи да се смањи са годинама.

Ниски тонови или фреквенције су између 20 Хз и 256 Хз, средњи тонови између 256 Хз и 2000 Хз, а високи тонови између 2 кХз и 20 кХз.

Брзина звука у ваздуху под атмосферским притиском од 1 атм и 0 ° Ц је 331 м / с. Однос брзине в ширења таласа са његовом таласном дужином λ и његовом фреквенцијом ф је следећи:

в = λ⋅ф

Из овог односа имамо да таласна дужина има следеће опсеге:

- Ниски тонови: 16,5 м до 1,3 м.

- Средњи тонови: 130 цм до 17 цм.

- Високи тонови: 17 цм до 1,7 цм.

Примери дифракције звука

Отворена врата аудиторијума

Аудиторијум или концертна сала су углавном затворени простор са зидовима који апсорбују звук, спречавајући његову рефлексију.

Међутим, ако су врата дворане отворена, концерт се може чути без проблема, чак и када оркестар остане изван видокруга.

Ако се налазите испред врата можете чути читав низ звукова. Међутим, ако сте са стране, чут ћете звукове баса, док високи тонови неће.

Басс звукови имају велике таласне дужине и зато могу окружити врата и чути се иза њих. Све је због феномена дифракције.

Иза звучника

Звучник или звучник емитују широк распон таласних дужина. Кутија звучника сама је препрека која иза себе баца звучну сенку.

Ова звучна сенка је јасна за високе фреквенције, које се не могу чути иза звучника, док се бас и део средине могу чути јер преокрену уређај.

Горњи експеримент најбоље функционира на отвореном простору, јер се мора узети у обзир да се звук може одбити од зидова и других предмета, омогућавајући да се сви тонови чују чак и иза кутије звучника.

Бенд музичара на улици

Бенд музичара који свира на улици може се чути из уличне улице са које уметници не могу да се виде.

Разлог, као што смо већ рекли, је тај што се правац звука може савити и прећи угао, док светлост путује правоцртно.

Међутим, овај ефекат није исти за све таласне дужине. Дуготаласни су дифрактовани или удвостручени више од краткоталасних.

Због тога се у попречној улици, одакле се музичари не могу видети, оштри инструменти попут труба и виолине не могу добро чути, док се бубњеви и бас бубњеви јасније чују.

Слика 2. Дифракција звука на улици. Извор: селф маде

Поред тога, нискотонски дуги таласни тонови смањују се мање на даљину од краткоталасних високофреквентних звукова.

Животиње које користе ниске фреквенције

Слонови емитују инфразвучне таласе веома ниске фреквенције, веома дугачке таласне дужине, како би комуницирали са својим вршњацима на великим даљинама. То раде и китови, што им такође омогућава добру комуникацију на даљину.

Примене дифракције звука

Повећана површина слуха

Да би звучник имао велико подручје слушања, ширина звучника мора бити мања од таласне дужине звука који емитује.

Постоји специфичан дизајн сирена који користи звук дифракције: то је дисперзиони рог.

Опште је мишљење да што је већа дијафрагма рога, то је већа површина коју покрива. Међутим, у дисперзионом рогу, дијафрагма је мала и њен облик је оно што звук појачава, користећи предност феномена дифракције звука.

Облик рога је попут правоугаоног уста или излазног рога мањи од таласних дужина које емитује.

Исправна инсталација ове врсте звучника врши се кратком страном правоугаоних уста водоравно и дугом бочном вертикалном страном. На овај начин се постиже већа ширина хоризонталног прекривања и усмерености звука паралелног са земљом.

Референце

1. Физика / Акустика / Ширење звука. Опоравак од: ес.викибоокс.орг
2. Цонструпедиа. Дифракција звука. Опоравак од: цонструматица.цом
3. Дифракција (звук). Опоравак од: есацадемиц.цом
4. Учионица физике. Дифракција звучних таласа. Опоравило од: пхисицсцлассроом.цом
5. Википедиа. Дифракција (звук). Опоравак са википедиа.цом