LYDDIFFRAKSJON: HVA DEN BESTÅR AV, EKSEMPLER, APPLIKASJONER - FYSISK - 2026

Den diffraksjon Lyden er det fenomen som forekommer når lyden kurve og blir spredt rundt en åpning eller hindring. Det er noe som er felles for alle bølger: når lydbølgen når en åpning eller en hindring, blir punktene på planet til kilder og avgir andre diffrakterte.

Lyd er nettopp en trykkbølge som reiser gjennom luft og også gjennom vann og faste stoffer. I motsetning til lys, som også er en bølge, kan lyd ikke forplantes gjennom et vakuum. Dette er fordi lys fungerer helt annerledes - det er en elektromagnetisk bølge.

Figur 1. Planbølgefall på sporet og diffraherende. Kilde: pixabay

Nøkkelen i fenomenet diffraksjon er størrelsen på hindringen i forhold til bølgelengden: diffraksjonen er mer intens når hindringen har dimensjoner som kan sammenlignes med bølgelengden.

I lyd er bølgelengden i størrelsesorden meter, mens lysets størrelsesorden er hundrevis av nanometer. Mens lyd har en menneskelig skala, har lys en mikrobeskala.

Denne enorme forskjellen i bølgelengdeskalaen mellom lyd og lys ligger bak det faktum at vi kan høre på en samtale rundt et hjørne uten å kunne observere de som snakker.

Og det er at lyden er i stand til å krumme seg rundt hjørnet, mens lyset fortsetter rett. Dette fenomenet med krumning i forplantningen av lydbølgen er nettopp diffraksjon av lyd.

Lyd

Lyd forstås som trykkbølgene som beveger seg gjennom luften og som er inkludert i det hørbare området.

Det hørbare området til øret til et ungt, hørselshemmet menneske er mellom 20 Hz og 20 000 Hz. Dette området har en tendens til å bli mindre.

Lave toner eller frekvenser er mellom 20 Hz og 256 Hz. Midtoner mellom 256 Hz til 2000 Hz. Og høye toner er de mellom 2 kHz og 20 kHz.

Lydens hastighet i luft ved atmosfæretrykk på 1 atm og 0 ° C er 331 m / s. Forholdet mellom hastigheten v for utbredelse av en bølge med bølgelengden λ og dens frekvens f er følgende:

v = λ⋅f

Fra dette forholdet har vi at bølgelengden har følgende områder:

- Lavtoner: 16,5 til 1,3 m.

- Middels toner: 130 cm til 17 cm.

- Høye toner: 17 cm til 1,7 cm.

Eksempler på lyddiffraksjon

Den åpne døren til et auditorium

Et auditorium eller konsertsal er vanligvis et lukket rom med vegger som absorberer lyd, og forhindrer refleksjon.

Men hvis auditoriumsdøren er åpen, kan konserten høres uten problemer, selv når orkesteret forblir ute av syne.

Hvis du er rett foran døren, kan du høre hele lydspekteret. Imidlertid, hvis du er til siden, vil du høre basslydene, mens diskanten ikke vil.

Basslyder har lange bølgelengder og kan derfor omgi døren og bli hørt bak den. Det hele skyldes fenomenet diffraksjon.

Bak en høyttalerkasse

En høyttaler eller høyttaler sender ut et stort utvalg av bølgelengder. Høyttalerkassen er i seg selv en hindring som kaster en lydskygge bak seg.

Denne lydskyggen er tydelig for høye frekvenser, som ikke kan høres bak høyttaleren, mens bassen og en del av midten kan høres fordi de snur enheten.

Eksemplet ovenfor fungerer best i et åpent rom, fordi det må tas med i betraktningen at lyd kan reflekteres fra vegger og andre objekter, slik at alle toner kan høres selv bak høyttalerkassen.

Bandet med musikere i gata

Et band med musikere som spiller på gaten, kan høres fra en tverrgate som artistene ikke kan sees fra.

Årsaken, som vi sa før, er at lydretningen klarer å bøye og krysse hjørnet, mens lys beveger seg i en rett linje.

Imidlertid er denne effekten ikke den samme for alle bølgelengder. Langbølgelengde blir diffraktert eller doblet mer enn korte bølgelengder.

Av den grunn, i den tverrgående gaten, hvor musikerne ikke kan sees, kan de høye toneangivende instrumentene som trompeter og fioliner ikke høres godt, mens trommene og basstrommene blir hørt tydeligere.

Figur 2. Lyddiffraksjon i en gate. Kilde: self made

I tillegg demper lavbølgelengde lave toner mindre med avstanden enn kortbølgelengde høyfrekvente lyder.

Dyr som bruker lave frekvenser

Elefanter avgir veldig lav frekvens, veldig lang bølgelengde infrasoundbølger for å kommunisere med sine jevnaldrende over store avstander. Hvalene gjør det også, noe som også gir dem god kommunikasjon på avstand.

Bruksområder for lyddiffraksjon

Økt hørselsområde

For at høyttaleren skal ha et stort lytteområde, må bredden på høyttaleren være mindre enn bølgelengden til lyden den sender ut.

Det er en spesifikk horndesign som drar fordel av lyddiffraksjon: det er spredningshornet.

Det antas generelt at jo større hornets membran er, jo mer område dekker det. Imidlertid er membranen i spredningshornet liten og formen er det som får lyden til å forsterkes, og utnytter fenomenet lyddiffraksjon.

Formen på hornet er som en rektangulær munn eller utløpshorn mindre enn bølgelengdene det avgir.

Riktig installasjon av denne typen høyttalere gjøres med kortsiden av den rektangulære munnen horisontalt og langsiden loddrett. På denne måten oppnås større bredde av horisontal dekning og retning av lyden parallelt med bakken.

referanser

1. Fysikk / akustikk / Forplantning av lyd. Gjenopprettet fra: es.wikibooks.org
2. Construpedia. Lyddiffraksjon. Gjenopprettet fra: construmatica.com
3. Diffraksjon (lyd). Gjenopprettet fra: esacademic.com
4. Fysikklasserommet. Diffraksjon av lydbølger. Gjenopprettet fra: physicsclassroom.com
5. Wikipedia. Diffraksjon (lyd). Gjenopprettet fra wikipedia.com