การเลี้ยวเบน

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี

การเลี้ยวเบน (อังกฤษ: diffraction) คือการที่เมื่อคลื่นผ่านรูที่เล็กมาก ๆ แล้วมีขนาดใหญ่กว่ารู ถ้าคลื่นไม่มีการเลี้ยวเบน คลื่นที่ผ่านออกไปจะมีขนาดเท่ากับรูนั้น

การเลี้ยวเบนของคลื่นเกิดขึ้นได้ เมื่อคลื่นจากแหล่งกำเนิดเดินทางไปพบสิ่งกีดขวางที่มีลักษณะเป็นขอบหรือช่อง ทำให้คลื่นเคลื่อนที่เลี้ยวอ้อมผ่านสิ่งกีดขวางไปได้  อธิบายได้โดยใช้ หลักของฮอยเกนส์  ซึ่งกล่าวไว้ว่า “ทุก ๆ จุดบนหน้าคลื่นอาจถือได้ว่าเป็นจุดกำเนิดคลื่นใหม่ที่ให้คลื่นความยาวคลื่นเดิมและเฟสเดียวกัน”

ภาพแสดงคลื่นเลี้ยวเบนผ่านช่องเปิด

เมื่อคลื่นเคลื่อนที่กระทบกับสิ่งกีดขวาง คลื่นส่วนที่กระทบสิ่งกีดขวางจะสะท้อนกลับมา  คลื่นบางส่วนที่ผ่านไปได้ที่ขอบหรือช่องเปิด จะสามารถแผ่จากขอบของสิ่งกีดขวางเข้าไปทางด้านหลังของสิ่งกีดขวางนั้น คล้ายกับคลื่นเคลื่อนที่อ้อมผ่านสิ่งกีดขวางนั้นได้เรียกปรากฏการณ์นี้ ว่า ”การเลี้ยวเบน(diffraction)”

เมื่อให้คลื่นต่อเนื่องเส้นตรงความยาวคลื่นคงตัวเคลื่อนที่ผ่านสิ่งกีดขวาง ที่มีลักษณะเป็นช่องเปิดที่เรียกว่า สลิต (slit) การเลี้ยวเบนจะแตกต่างกันโดยลักษณะคลื่นที่เลี้ยวเบนผ่านไปได้จะขึ้นอยู่กับ ความกว้างของสลิต

  • เมื่อคลื่นเลี้ยวเบนผ่านช่องแคบมาก ๆ จะเลี้ยวเบนได้อย่างเด่นชัด (ได้หน้าคลื่นวงกลม)
  • การเลี้ยวเบนเมื่อช่องกว้างใกล้เคียงกับความยาวคลื่นตกกระทบ
  • การเลี้ยวเบนเมื่อช่องกว้างมากกว่าความยาวคลื่นตกกระทบ จะเกิดการแทรกสอดหลังเลี้ยวเบน
  • การเลี้ยวเบนเมื่อช่องกว้างมาก ๆ  เมื่อเทียบกับความยาวคลื่น จะไม่เกิดการแทรกสอดหลังเลี้ยวเบน

[1]

การเลี้ยวเบนผ่านช่องเดี่ยว[แก้ไขต้นฉบับ]

ในกรณีที่มีขบวนวงโยธวาทิตผ่านไปตามท้องถนน พบว่าเสียงกลอง (หน้าคลื่นสีแดง) ซึ่งมีความถี่ต่ำแต่ความยาวคลื่นยาว จะเลี้ยวเบนได้ดีกว่าเสียงจากเครื่องเป่า (หน้าคลื่นสีน้ำเงิน) ซึ่งมีความถี่เสียงสูง เนื่องจากการเลี้ยวเบนดีช่องกว้างต้องเท่ากับหรือใกล้เคียงความยาวคลื่นเสียง

  • การเลี้ยวเบนผ่านช่องเปิดเดี่ยว (single slit) บางกรณีหลังจากเลี้ยวเบนแล้วไปเกิดการแทรกสอดกันอีก เกิดแนวบัพและปฏิบัพ
แนวบัพ (เสียงเบา) แนวปฏิบัพ (เสียงดัง)
d sin Ө = nג d sin Ө = (n+1/2) ג

[2]

การเลี้ยวเบนผ่านช่องแคบคู่[แก้ไขต้นฉบับ]

เมื่อคลื่นเคลื่อนที่ผ่านช่องแคบคู่ (double slits) ซึ่งมีขนาดช่องเล็ก ๆ พบว่าช่องเล็ก ๆ นั้นทำหน้าที่เป็นแหล่งกำเนิดคลื่นแหล่งใหม่ที่กระจายคลื่นวงกลมออกมา เกิดการแทรกสอดกันเป็นไปตามกฎการแทรกสอด ของแหล่งกำเนิดคลื่นสองแหล่งจริงๆ ปรากฏเป็นแนวปฏิบัพและบัพดังรูป

การเลี้ยวเบนผ่านช่องแคบคู่

อ้างอิง[แก้ไขต้นฉบับ]