Дифракция волн
Дифракция — это огибание волнами препятствий и отклонение волн от прямолинейного распространения при прохождении через узкие отверстия. Явление характерно для любых волновых явлений: звука, волн на воде, радиоволн и света.
Когда дифракция заметна
Сильнее всего дифракция проявляется, если ширина отверстия или размер препятствия \(a\) сравнимы с длиной волны \(\lambda\). Если препятствие намного больше длины волны, волна почти не огибает его и распространяется в основном прямолинейно.
Знак \(\lesssim\) означает «меньше или примерно равно». Чем меньше отверстие по сравнению с длиной волны, тем сильнее волна расходится после него. За узким отверстием волновой фронт может стать почти круговым для волн на поверхности воды или почти сферическим в пространстве.
Звук слышен за углом здания, хотя источник не виден напрямую. Длина звуковой волны может быть сравнима с шириной здания или прохода, поэтому звуковая волна частично огибает препятствие.
При отражении волна возвращается от поверхности, сохраняя закономерность распространения. При дифракции волна огибает край препятствия или расширяется после узкого отверстия. Дифракция также не является интерференцией, хотя при дифракции отдельных частей волны возможно интерференционное усиление и ослабление.
В каком случае дифракция будет заметнее?
Главное
- Дифракция — огибание волнами препятствий и расширение волн после прохождения через узкие отверстия.
- Явление заметно, когда размер препятствия или отверстия сравним с длиной волны: \(a \lesssim \lambda\).
- Дифракцию важно отличать от отражения и интерференции.