Das Wellenbeugung Dies ist die Abweichung der Richtung, in die sich die Wellen ausbreiten, wenn sie auf ein Hindernis treffen, das ein festes Objekt oder eine Lücke sein kann. Beim Auftreffen auf das Hindernis wird die Welle verzerrt und umgibt sie. Damit der Effekt gut erkannt werden kann, muss die Größe des Hindernisses mit der der Wellenlänge vergleichbar sein.
Das Phänomen der Wellenbeugung wird nach dem Huygens-Prinzip erklärt, das der niederländische Physiker Christian Huygens 1678 entdeckte. Es wird angegeben, dass sich jeder Punkt, wenn die Störung ein Medium erreicht, wie ein Emitter neuer Wellen mit derselben Geschwindigkeit verhält und Frequenz wie das Original.
Auf diese Weise wird kontinuierlich eine neue Wellenfront erzeugt, die durch Verfolgen der Hüllkurve jeder emittierten Sekundärwelle sichtbar gemacht werden kann..
Natürlich hat diese Wellenfront unendlich viele Punkte, aber genau an der Stelle des Hindernisses befindet sich eine einzelne Wellenfront, die als Emitter fungiert und es der Welle ermöglicht, das Hindernis zu umgehen, sich zu biegen und auf die andere Seite auszubreiten..
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Die Beugung ist ein charakteristisches Phänomen aller Wellen, einschließlich Licht- und Schallwellen. Wenn ein Partikelstrahl auf einen mit Öffnungen versehenen Schirm abgefeuert wird, verhält sich der Strahl nicht so wie eine Welle wie beispielsweise Licht, da der Partikelstrom nicht deformiert würde, um durch das Hindernis oder das dazwischenliegende Hindernis gebogen zu werden Öffnung, würde aber in einer geraden Linie fortgesetzt.
Der erste, der das Phänomen der Lichtbeugung experimentierte und dokumentierte, war der italienische Wissenschaftler und Priester Francesco María Grimaldi (1618-1663), der ihm auch seinen Namen gab.
Wie bei Grimaldi ist zu erkennen, dass der Lichtpunkt größer ist als erwartet, wenn Sonnenlicht in einen dunklen Raum geleitet und durch einen Karton mit einem kleinen Loch oder Schlitz auf die Wand projiziert wird.
Es ist auch zu sehen, dass die Kanten nicht scharf sind und obwohl es nicht so einfach zu beobachten ist, weisen die Kanten im Schatten ein diffuses Streifenmuster auf. Wenn jedoch monochromatisches Licht verwendet wird, beispielsweise das eines Lasers, ist das Streifenmuster ausgeprägter..
Die Beugung von Licht ist nicht so offensichtlich wie die von Schall oder Meereswellen, da das Hindernis oder die Öffnung eine Länge haben muss, die mit der der Wellenlänge vergleichbar ist. Sichtbares Licht hat Wellenlängen zwischen 400 und 700 Nanometern (1 Nanometer = 10)-9 Meter).
Je schmaler der Schlitz ist, durch den das auf die Wand oder den Bildschirm projizierte Licht hindurchtreten kann, desto offensichtlicher ist, dass zwischen dem beleuchteten und dem dunklen Bereich kein abrupter Wechsel stattfindet.
Die Beugung von Licht ist eine Einschränkung für das Lichtmikroskop. Wenn ein Objekt kleiner als die Wellenlänge des Lichts ist, kann es nicht gesehen werden, da die Beugung das Bild des Objekts vollständig verwischt.
Deshalb beleuchten Wissenschaftler mit Elektronen sehr kleine Strukturen, da die Wellenlänge eines Elektronenstrahls kürzer ist als die des Lichts. Es kommt vor, dass Elektronen eine duale Natur haben und sich wie Wellen verhalten können.
Die Beugung von Meereswellen ist deutlich um Felsen und kleine Inseln zu sehen, insbesondere wenn der Abstand zwischen diesen Felsen der Wellenlänge der Wellen sehr ähnlich ist..
Beugung tritt nicht nur beim sichtbaren Licht auf, sondern auch beim Rest des elektromagnetischen Spektrums. Durch Zwischenschaltung einer kristallinen Struktur vor einem Röntgenstrahl erzeugt die Beugung, die sie erfahren, ein Muster, das von dieser Struktur abhängt.
Diese Beugung ist auf die Wechselwirkung zwischen den Röntgenstrahlen und den äußeren Elektronen der Kristallatome zurückzuführen..
Viele Tiere kommunizieren miteinander, indem sie Geräusche abgeben, die aufgrund ihrer geringen Frequenz für den Menschen unhörbar sind. Der hörbare Bereich von Menschen ist sehr groß und schwankt zwischen 20 und 20.000 Hz, aber Tiere wie der afrikanische Elefant können Geräusche mit Frequenzen unter 20 Hz aussenden.
Das Phänomen hilft ihnen, über die riesigen afrikanischen Savannen hinweg zu kommunizieren. Je niedriger die Frequenz, desto leichter werden Schallwellen gebeugt. Wenn sie auf Felsen, Bäume und Büsche treffen, spiegelt sich ein Teil im Hindernis wider und der andere dehnt sich am Hindernis vorbei aus und füllt die Umgebung beim Vorbeifahren sofort aus..
Dies hilft den Packmitgliedern, sich leicht zu finden..
Aber nicht nur Dickhäuter nutzen diese Eigenschaft von Geräuschen, Nashörner, Giraffen und Krokodile können auch niederfrequente Geräusche verwenden. Sogar das Gebrüll von Tigern enthält niedrige Frequenzen, die Experten zufolge dazu beitragen, die Beute zu lähmen.
Sie sind Lautsprecher, die dazu dienen, Boote in Bereichen zu führen, in denen Nebel eine gute Sicht verhindert. Ebenso haben Boote diese Hörner, um vor ihrer Anwesenheit zu warnen und so Unfälle zu vermeiden.
Nebelhörner geben niederfrequente Töne ab, dh Bassnoten, da niederfrequente Töne, wie oben erläutert, stärker gebeugt werden als hochfrequente Töne und auch größere Entfernungen zurücklegen.
Letzteres ist darauf zurückzuführen, dass die Dämpfung der Schallwelle umso geringer ist, je niedriger die Frequenz ist. Aus diesem Grund gehen hohe Töne schneller verloren als Bässe. Ein weiterer Grund, warum Elefanten sehr niederfrequente Töne zur Kommunikation verwenden.
Radiowellen können aufgrund von Hindernissen wie Hügeln, Bergen und großen Gebäuden gebeugt werden. Das AM-Band hat lange Wellenlängen (180-550 Meter) im Vergleich zu den Hindernissen, auf die Sie normalerweise stoßen.
Deshalb werden sie leichter gebeugt als FM, dessen Wellenlänge nur wenige Meter betragen kann. Diese weichen nicht so gut ab, wenn sie gegen Gebäude stoßen, was den Empfang in einigen Bereichen erschwert.
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