М ЕХАНИКАЛЫҚ ТОЛҚЫНДАРДЫҢ ДИФРАКЦИЯСЫ. Алайда толқын жолында шағын (толқын ұзындығымен салыстырғанда) бөгеттер жиі ұшырайды. Негізінде толқынның күйін анықтайтын - толқын ұзындығы мен бөгеттің өлшемі арасындағы қатыс.
Толқындарда бөгеттің шетін орағытатын қабілет бар. Бөгеттердің өлшемі шағын болған жағдайда, толқындар, олардың шетшетінен орағыта өтіп барып, бөгеттерден өткен жерде бірігіп кетеді. Мысалы, теңіз толқындары судан шығып тұрған тасты, егер оның үлкендігі толқын ұзындығынан кіші не сол шамалас болса, еркін орағытып өтеді. Толқындар тастың ар жағында, тас әсте болмағандай тарай береді(1-суреттегі ұсақ тастар). Сол сияқты тоғанға түскен тастан таралған толқын, судан шығып тұрған шыбықты орағытып өтеді. Тек
толқын ұзындығымен салыстырғандағы үлкен бөгеттердің ғана(1-суреттегі үлкен тастар) "көлеңкесі" болады: толқындар оның тасасына өтпейді. Бөгетті орағытып өту қабілеті дыбыс толқындарында да бар. Үйдің тасасында тұрып, машина көрінбеген кезде, сен машинаның сигналын ести аласың. Орман ішінде ағаштардың тасасынан жолдастарың көрінбей қалады. Олардан адасып қалмау үшін, сен айғайлай бастайсың. Дыбыс толқындары, жарықтай емес ағаш діңдерін еркін орағытып өтіп, дауысыңды жолдастарыңа жеткізеді.
Толқындардың түзу сызықты тараулардан ауытқуы, толқындардың бөгеттерді орағытып өтуі дифракция деп аталады. Интерференция сияқты дифракция да кез келген толқынды процеске сол дәрежеде тән. Дифракция кезінде бөгеттердің шет-шетінде толқындық беттер қисаяды. Толқын жолында бөгеттердің өлшемдері толқын ұзындығынан кіші немесе онымен шамалас болған жағдайларда толқындар дифракциясы айқын көрінеді.
Су бетіндегі толқындардың дифракция құбылысын толқындар жолына тар (толқын ұзындығынан өлшемі кіші) саңылауы бар экран қойып, ас көрнекті түрде бақылауға болады (2-сурет). Экран тесігінде тербелуші дене - толқын көзі орналасып тұрған тәрізді экранның аржағында дөңгелек толқын тарап бара жатқаны жақсы көрінеді. Гюйгенс принципі бойынша нақ солай болуы керек. Тар саңылауды екінші реттік көздер соншама жақын орналасқандықтан, оларды жалғыз ақ нүктелік көз деп қарастыруға болады.
Егер саңылау өлшемдері толқын ұзындығымен салыстырғанда үлкен болса, онда экран сыртындағы толқындардың таралу көрінісі мүлде басқаша болады (3-сурет). Толқын өзінің пішінін өзгертпей саңылаудан өтіп кетеді. Тек шеттерінде ғана толқындық бетің болымсыз қисаюын байқауға болады, соның арқасында экран сыртындағы кеңістікке толқын жартылай өтеді. Дифракция неліктен болатынын Гюйгенс принципінен түсінуге болады Ортаның бөліктері шығарып тарататын екінші реттік толқындар толқынның таралу жолындағы бөгеттің шет-шетінің ар жағына өтіп кетеді.Максимумдар шарты 1-суретте болғандағы екі толқын туғызған және ауытқулардың уақытқа тәуелділігі кескінделген. Тербелістер фазаларының айырымы нөлге тең (яғни десек те бәрібір, өйткені синустың периоды -ге тең). Осы тербелістерді қосу нәтижесінде амплитудасы екі еселенген қорытқы тербеліс пайда болады.
Орын ауыстырудың қорытқы тербелістері суретте көк түспен көрсетілген. Егер Dd кесіндіге бір емес, толқын ұзындықтарының кез келген бүтін саны сыйғанда да дәл сондай болады.
Достарыңызбен бөлісу: |