In questo articolo, discuteremo le diverse proprietà d'onda della diffrazione con fatti ed esempi dettagliati.
Quello che segue è l'elenco delle proprietà dell'onda di diffrazione che vedremo nell'argomento: -
1. La quantità di diffrazione dipende dall'ampiezza dell'onda
Se l'ampiezza dell'onda è maggiore della dimensione dell'apertura, l'onda si piegherà di più per passare attraverso l'apertura, e quindi l'onda diffrangerà di più.
La lunghezza della fenditura è maggiore dell'ampiezza dell'onda focalizzata attraverso la fenditura, quindi l'onda penetrerà facilmente senza diffrangersi.
2. Più piccola è la dimensione dell'apertura, maggiore sarà la diffrazione vista
Se la dimensione dell'apertura è maggiore, sarà facile che la luce penetri attraverso e quindi non si vedrà alcuna diffrazione della luce.
Se un raggio di lunghezza d'onda λ passa attraverso una fenditura di lunghezza '2d', dove l'ampiezza dell'onda che passa attraverso una fenditura è quasi uguale alla lunghezza della fenditura, allora l'onda si piegherà meno per penetrare attraverso la fenditura come mostrato nella figura sottostante.
Se si riduce a metà la lunghezza dell'apertura di una fenditura, che è 'd', ora l'onda luminosa si piegherà maggiormente per passare attraverso la fenditura.
A causa di ciò, la diffrazione dell'onda luminosa vista sarà maggiore. Man mano che continuiamo a ridurre le dimensioni della fenditura, si osserverà sempre più curvatura dell'onda luminosa e quindi si vedrà più diffrazione.
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3. Le onde luminose che diffrangono dalle aperture formano gli schemi di interferenza
Nel caso in cui ci sia più di un'apertura attraverso la quale le onde luminose possono viaggiare, le frange delle onde interferiranno tra loro formando schemi diversi come quello mostrato di seguito.
Immagine di credito: Pixabay
Le onde che interferiscono tra loro formano vari schemi a seconda delle dimensioni della fenditura, del numero di fenditure attraverso le quali le onde possono viaggiare, della diffrazione della luce e della lunghezza d'onda del raggio.
4. L'onda si piega attorno al bordo degli ostacoli per diffrazione
Quando la lunghezza d'onda è comparabilmente uguale alla dimensione della barriera su cui colpisce, l'onda si piega verso tutti i bordi della barriera e possiamo vedere la diffrazione della luce.
Se la lunghezza d'onda è inferiore rispetto alle dimensioni degli ostacoli, l'onda luminosa non si piegherà verso i bordi e non si osserverà alcuna diffrazione.
Se avete notato, anche se c'è un solo altoparlante in una sala in un angolo, l'intero pubblico è in grado di sentire il suono amplificato dall'altoparlante. Ciò è dovuto alla diffrazione dell'onda sonora. Le onde sonore si piegano quando incontra ogni piccolo oggetto nella sala e quando colpisce le pareti della sala, e si diffondono anche all'esterno della sala piegandosi dall'apertura della sala come porte e finestre.
Poiché la luce si piega verso i bordi degli oggetti, possiamo vedere i bordi luminosi degli oggetti traslucidi o opachi.
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5. Maggiore è l'angolo di diffrazione se la lunghezza d'onda è minore
La diffrazione dell'onda è governata dall'equazione,
Sinθ =nλ/g
Dove θ è un angolo di diffrazione
λ è una lunghezza d'onda
D è la larghezza dell'apertura
Quindi, l'angolo di diffrazione θ è uguale a,
θ = Peccato-1nλ/g
Dall'equazione di cui sopra, possiamo dire che, all'aumentare della lunghezza d'onda del fascio, l'angolo di diffrazione diminuirà di conseguenza.
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6. I minimi dell'onda non sono perfettamente scuri per diffrazione
I minimi dell'onda sono una frangia scura che si forma sullo schermo. L'intensità dell'onda luminosa ai minimi è molto bassa rispetto ai massimi del pattern di diffrazione.
I minimi non sono perfettamente scuri rispetto a quello formato dai minimi formati dal pattern di interferenza che è completamente scuro.
7. Tutti i massimi non hanno la stessa intensità
L'intensità dei massimi al centro del pattern formato sullo schermo a causa della diffrazione è massima e diminuisce man mano che ci muoviamo verso sinistra e verso destra dal centro.
Ciò è dovuto al fatto che l'intensità della luce diminuisce all'aumentare della distanza dalla sorgente. La distanza tra la sorgente e il centro dello schermo dove otteniamo la frangia luminosa è la distanza più breve che possiamo avere tra la sorgente e lo schermo e aumenta allo stesso modo all'aumentare della distanza dal centro.
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8. Le frange di diffrazione non sono equidistanti
La distanza tra le frange è più ampia al centro del pattern di diffrazione formato sullo schermo e continua a ridursi man mano che ci allontaniamo dal centro.
L'intensità della luce è massima al centro e la larghezza della frangia è maggiore rispetto alle frange successive. La larghezza delle frange diminuisce alle frange successive e quindi la spaziatura delle frange diminuisce consecutivamente.
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Domande frequenti
Cos'è la diffrazione?
L'angolo di diffrazione del raggio di luce dipende dalla lunghezza d'onda della luce.
Se l'onda che si propaga in un mezzo incontra un ostacolo o un'apertura, allora un'onda si piega e viaggia attraverso o cambia la direzione di propagazione, questo fenomeno è chiamato diffrazione.
Quali sono alcuni esempi di diffrazione delle onde?
Ci sono vari esempi di diffrazione che incontriamo in natura.
Le onde che si diffondono attraverso l'oceano, la dispersione della luce dalle piccole fessure, il suono che viaggia attraverso tutti gli angoli della stanza e anche all'esterno, ecc. sono alcuni esempi.
In che modo l'interferenza è diversa dalla diffrazione?
La diffrazione può verificarsi solo da un'onda mentre almeno due onde sono necessarie per interferire per produrre uno schema di interferenza.
I minimi formatisi per interferenza sono perfettamente scuri, le frange sono di uguale intensità e sono equidistanti; così non è nel caso del modello di diffrazione.
Qual è il massimo centrale in caso di diffrazione?
Il massimo centrale si trova al centro del pattern di diffrazione.
L'intensità della luce è massima al centro in quanto la distanza tra la sorgente e lo schermo è minima, quindi è chiamata massima centrale.
Dov'è la larghezza massima della frangia nel modello di diffrazione?
È un divario tra le frange scure e luminose del modello di diffrazione formato sullo schermo.
La larghezza della frangia è massima al centro del pattern di diffrazione e diminuisce insieme all'intensità della luce verso entrambi i lati orizzontalmente.
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Ciao, sono Akshita Mapari. Ho fatto il M.Sc. in Fisica. Ho lavorato su progetti come la modellazione numerica dei venti e delle onde durante i cicloni, la fisica dei giocattoli e le macchine da brivido meccanizzate nei parchi di divertimento basati sulla meccanica classica. Ho seguito un corso su Arduino e ho realizzato alcuni mini progetti su Arduino UNO. Mi piace sempre esplorare nuove zone nel campo della scienza. Personalmente credo che l'apprendimento sia più entusiasmante quando appreso con creatività. Oltre a questo mi piace leggere, viaggiare, strimpellare la chitarra, individuare rocce e strati, fotografare e giocare a scacchi.