pagkakaiba-iba

english diffraction

buod

  • kapag ang ilaw ay pumasa sa matalim na mga gilid o napupunta sa makitid na slits ang mga ray ay pinalihis at gumagawa ng fringes ng liwanag at madilim na mga banda

Pangkalahatang-ideya

Ang pagdibuho ay tumutukoy sa iba't ibang mga phenomena na nagaganap kapag ang isang wave ay nakatagpo ng isang balakid o isang slit. Ito ay tinukoy bilang ang baluktot ng mga alon sa paligid ng mga sulok ng isang balakid o siwang sa rehiyon ng heometriko anino ng balakid. Sa klasikong pisika, ang pagdidipraktika ay inilarawan bilang panghihimasok ng mga alon ayon sa prinsipyo ng Huygens-Fresnel na tinatrato ang bawat punto sa wave-front bilang isang koleksyon ng mga indibidwal na spherical wavelets. Ang mga katangian ng katangian na ito ay ipinapakita kapag ang isang alon ay nakatagpo ng isang balakid o isang slit na maihahambing sa sukat sa wavelength nito. Ang mga katulad na epekto ay nangyayari kapag ang isang liwanag na alon ay naglalakbay sa isang daluyan na may iba't ibang repraktibo na index, o kapag ang isang alon ng tunog ay naglalakbay sa isang daluyan na may iba't ibang tunog ng impedance. Ang diffraction ay may epekto sa espasyo ng acoustic. Ang diffraction ay nangyayari sa lahat ng mga alon, kabilang ang mga sound wave, mga alon ng tubig, at mga electromagnetic wave tulad ng nakikitang ilaw, X-ray at mga radio wave.
Dahil ang pisikal na mga bagay ay may mga katangian ng alon (sa atomic level), ang pagdidiprakt ay nagaganap din sa bagay at maaaring pag-aralan alinsunod sa mga prinsipyo ng mekanika ng kabuuan. Ang Italyanong siyentipiko na si Francesco Maria Grimaldi ay lumikha ng salitang "pagdidipraktika" at siya ang unang nagrekord ng mga tumpak na obserbasyon ng hindi pangkaraniwang bagay noong 1660.
Habang ang pagdidipsi ay nangyayari kapag ang pagpapalaganap ng mga alon ay nakatagpo ng mga pagbabagong ito, ang mga epekto nito ay karaniwang binibigkas para sa mga alon na ang haba ng daluyong ay halos katumbas ng mga dimensyon ng bagay na diffracting o slit. Kung ang obstructing object ay nagbibigay ng maraming, malapit na espasyo ng mga bakanteng lugar, maaaring magresulta ang isang kumplikadong pattern ng iba't ibang intensity. Ito ay dahil sa karagdagan, o pagkagambala, ng iba't ibang mga bahagi ng isang alon na naglalakbay sa tagamasid sa pamamagitan ng iba't ibang mga landas, kung saan ang iba't ibang mga landas ng haba ay nagreresulta sa iba't ibang mga yugto (tingnan ang pagdidiprisyon na parilya at superposisyon ng alon). Ang pormalismo ng pagdidiprakt ay maaari ring ilarawan ang paraan kung saan ang mga alon ng may hangganang lawak ay nagpapalaganap sa libreng espasyo. Halimbawa, ang pagpapalawak ng profile ng laser beam, ang beam na hugis ng radar antenna at ang larangan ng pagtingin sa isang ultrasonic transduser ay maaaring masuri gamit ang mga equation ng diffraction.

Kapag ang isang alon ng eroplano ay pumapasok sa slit at ang lapad ng slit ay nagiging pareho ng haba ng daluyong, ang alon ay kumakalat sa isang bilog na nakasentro sa slit at bumabalot sa likuran ng slit. Bilang karagdagan, kapag ang isang alon ay tumama sa isang balakid, kung ang laki ng balakid ay mas maliit kaysa sa haba ng daluyan, ang alon ay dinididirekta sa geometric shade ng balakid. Sa ganitong paraan, ang kababalaghan kung saan ang isang alon ay bumabalot sa paligid ng slit at ang geometric na anino ng isang balakid ay tinatawag na pag-iiba ng alon. Kung mayroon man o hindi ang pagkakaiba-iba ng pagkakaiba-iba ay nakasalalay sa relasyon sa pagitan ng haba ng daluyan at pagitan ng pagitan ng mga slits at ang laki ng balakid. Kung ang agwat ng hiniwa at ang laki ng balakid ay mas malaki kaysa sa haba ng daluyan, ang hindi pagkakaunawaan ng pagkakaiba-iba ay hindi gaanong kapansin-pansin, at ang deretsong kababalaghan. Sa kabaligtaran, kapag ang agwat sa pagitan ng mga slits at ang laki ng balakid ay mas maliit kaysa sa haba ng daluyong, ang pagkakamali sa pagkakasala ay nagiging kapansin-pansin, at sa parehong oras, ang hindi tuwid na kababalaghan ay nagiging hindi pagkakamali. Samakatuwid, ang mga pagkakaiba-iba ng mga phenomena ay madaling ma-obserbahan na may mga haba ng haba ng alon ng tubig at tunog. Halimbawa, ang tunog ay isang alon na kumakalat sa hangin na may haba ng haba ng ilang sampung sentimetro sa ilang metro. Ang mga tunog ng walang tunog na tunog ay maaaring marinig ng pagkakaiba-iba. Sa kabilang banda, sa kaso ng ilaw, ang haba ng haba ng haba ay medyo maliit kung ihahambing sa laki ng mga bagay na nakatagpo natin araw-araw, kaya ang pagtuklas ng mga pagkakaiba-iba na mga phenomena ay naantala, at bilang isang resulta, ang teorya ng mga light particle ay matagal nang pinaniniwalaan. . magagawang.

Kapag inilalagay ang isang plato ng photographic kung saan ang ilaw ay bumabalot sa paligid ng anino dahil sa pagkakaiba-iba, ang mga ilaw at madilim na guhitan ay nabuo sa plato ng photographic bilang tugon sa mga pagbabago sa kasidhian ng nagkakalat na ilaw. Ito ay tinatawag na isang diffraction image. Kasama sa light diffraction ang Fresnel diffraction at Fraunhofer diffraction. Ang dating ay upang maipaliwanag ang mga slits at mga hadlang na may kahanas na ilaw (samakatuwid, ang ilaw na mapagkukunan ay walang hanggan) at nakakakuha ng mga pagkakamali na pagkakamali sa isang tiyak na distansya, at ang huli ay upang makuha ito sa isang walang katapusang distansya. Habang papalapit ang pagkakaiba ng Fresnel ng kawalang-hanggan, lumalapit ito sa pagkakaiba-iba ng Fraunhofer, kaya walang mahalagang pagkakaiba sa pagitan ng dalawa, ngunit sa ilang mga kaso ay nagpapakita ito ng ibang magkakaibang pattern ng pagkakaiba-iba.

Ang pag-aaral ng mga pagkakaiba-iba ng mga phenomena ay nagsimula sa FM Grimaldi noong ika-17 siglo at napag-aralan ng maraming tao, kabilang ang T. Young at AJ Fresnel. Ang mga teoryang nagpapaliwanag ng mga pagkakaiba-iba ng mga phenomena ay maaaring malawak na nahahati sa Huygens-Fresnel teorya at teorya ni Young. Ang dating ay Prinsipyo ng Huygens Isinasaalang-alang ang isang pangalawang mapagkukunan ng alon na naglalabas ng pangalawang spherical wave sa rehiyon ng slit o balakid na dumaan sa lugar kung saan nagaganap ang pagkakaiba-iba ng pagkilos, ang spherical wave mula sa pangalawang alon na pinagmulan panghihimasok Bilang isang pagtatangka upang ipaliwanag ang pagkakaiba-iba ng hindi pangkaraniwang bagay. Ang huli ay tinatawag ding prinsipyo ng peripheral diffracted na alon, at ang mga magkakaibang alon ay nabuo sa paligid ng mga slits at mga hadlang na nagdudulot ng pagkakaiba-iba ng mga phenomena, at naiiba sa pamamagitan ng pagkagambala sa pagitan ng peripheral diffracted wave na ito at isang alon ng eroplano na dumadaan nang pantay-pantay sa iba pang mga bahagi. Ipinapaliwanag nito ang kababalaghan. Ayon sa teoryang teorya, ang Huygens-Fresnel diffraction theory ay maiugnay sa lugar ng nagkakalat na ibabaw, kaya madaling suriin at nabuo ng maraming tao hanggang ngayon. Sa kabilang banda, ang teorya ni Young ng peripheral diffracted waves ay maiugnay sa integral na linya ng peripheral na nagdudulot ng pagkakaiba-iba, at samakatuwid ang pagsusuri ay nagiging mahirap kapag ang peripheral na hugis ay magiging kumplikado. Nakita ang pag-unlad. Ang mga pagkakaiba-iba ng phenomena ay nangyayari para sa lahat ng mga alon, at pagkakaiba-iba ng mga X-ray, mga electron beam, neutrons, atbp ay ginagamit para sa pagsusuri ng mga istrukturang kristal.
X-ray diffraction Pagkakaiba ng Neutron Pagkalat ng elektron
Toshimitsu Asakura

Iba pang mga wika