De ljuddiffraktion är fenomenet som uppstår när ljudet böjer sig och sprider sig runt en öppning eller ett hinder. Det är något som är gemensamt för alla vågor: när ljudvågen når en öppning eller ett hinder blir punkterna i dess plan källor och avger andra diffrakterade..
Ljud är just en tryckvåg som färdas genom luft och även genom vatten och fasta ämnen. Till skillnad från ljus, som också är en våg, kan ljud inte spridas genom ett vakuum. Detta beror på att ljus fungerar helt annorlunda - det är en elektromagnetisk våg..
Nyckeln i fenomenet diffraktion är hindrets storlek i förhållande till våglängden: diffraktionen är mer intensiv när hindret har dimensioner som är jämförbara med våglängden.
I ljud är våglängden i storleksordningen meter, medan ljusets storlek är i storleksordningen hundratals nanometer. Medan ljud har en mänsklig skala, har ljus en mikroskala.
Denna enorma skillnad i våglängdsskalan mellan ljud och ljus ligger bakom det faktum att vi kan höra en konversation runt hörnet utan att kunna observera vem som pratar..
Och det är att ljudet kan böjas runt hörnet, medan ljuset fortsätter rakt. Detta krökningsfenomen i ljudvågens utbredning är just diffraktion av ljud.
Artikelindex
Ljud förstås som tryckvågor som rör sig genom luften och som ingår i det hörbara området.
Det hörbara intervallet mot örat hos en ung, hörselskadad människa är mellan 20 Hz och 20 000 Hz. Detta intervall tenderar att minska med åldern..
Låga toner eller frekvenser är mellan 20 Hz och 256 Hz. Mellantoner är mellan 256 Hz upp till 2000 Hz. Och höga toner är mellan 2 kHz och 20 kHz..
Ljudets hastighet i luft vid atmosfärstryck 1 atm och 0ºC är 331 m / s. Förhållandet mellan hastighet v förökning av en våg med dess våglängd λ och dess frekvens F är nästa:
v = λ⋅f
Från detta förhållande har vi att våglängden har följande intervall:
- Låga toner: 16,5 m till 1,3 m.
- Mellantoner: 130 cm till 17 cm.
- Höga toner: 17 cm till 1,7 cm.
Ett auditorium eller konserthus är i allmänhet ett slutet rum med väggar som absorberar ljud och förhindrar dess reflektion..
Men om auditoriets dörr är öppen kan konserten höras utan problem, även när orkestern förblir utom synhåll..
Om du är precis framför dörren kan du höra hela ljudutbudet. Men om du står åt sidan hörs basljud medan diskantljud inte..
Basljud har långa våglängder och kan därför omge dörren och höras bakom den. Det beror allt på fenomenet diffraktion.
En högtalare eller högtalare avger ett brett spektrum av våglängder. Högtalarboxen är i sig ett hinder som producerar en skugga ljud bakom henne.
Denna ljudskugga är tydlig för de höga frekvenserna, som inte hörs bakom högtalaren, medan basen och en del av mids kan höras eftersom de vänder upp och ner på enheten..
Ovanstående experiment fungerar bäst i ett öppet utrymme, eftersom det måste beaktas att ljud kan reflekteras från väggar och andra föremål, vilket gör att alla toner kan höras även bakom högtalarboxen..
Ett band av musiker som spelar på gatan hörs från en tvärgata från vilken artisterna inte kan ses..
Anledningen är, som vi sa tidigare, att ljudets riktning kan böjas och passera hörnet medan ljuset rör sig i en rak linje..
Denna effekt är dock inte densamma för alla våglängder. Långvågvågar är diffrakterade eller fördubblade mer än kortvåglängder.
Av den anledningen, på den tvärgående gatan, från vilken musikerna inte kan ses, kan de höga instrumenten som trumpeter och fioler inte höras väl medan trummorna och bastrummorna hörs tydligare..
Dessutom dämpas låga toner med lång våglängd mindre med avståndet än högfrekventa ljud med kort våglängd..
Elefanter avger mycket låga frekventa, mycket långa våglängd infraljudsvågor för att kommunicera med sina kamrater över stora avstånd. Valar gör det också, vilket också ger dem god kommunikation på distans.
För att en högtalare ska ha ett stort lyssningsområde måste bredden på högtalaren vara mindre än våglängden för det ljud som avges.
Det finns en specifik horndesign som utnyttjar ljuddiffraktion: detta är dispersionshornet.
Det antas allmänt att ju större membranet på hornet är, desto mer område täcker det. I spridningshornet är emellertid membranet litet och dess form är det som gör att ljudet förstärks och utnyttjar fenomenet ljuddiffraktion..
Hornets form är som en rektangulär mun eller ett utloppshorn som är mindre än våglängderna..
Korrekt installation av denna typ av högtalare görs med den rektangulära munens kortsida horisontellt och långsidan vertikalt. På detta sätt uppnås en större bredd av horisontell täckning och riktning av ljudet parallellt med marken..
Ingen har kommenterat den här artikeln än.