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佛山中山珠海靈科超聲波來揭秘:波的衍射現象如何發生的?

簡介對於衍射問題,運用惠更斯原理,可以對波源輻射聲場特性進行分析,也可以對波遇到障礙物時波陣面發生畸變的現象進行解釋

怎麼分析衍射花樣

衍射是指波透過障礙物或孔隙邊緣時稍許偏離直線路徑而進入邊緣後面的幾何陰影區的現象。

波的衍射現象是波動的重要特徵。

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分析波的衍射的物理基

礎是荷蘭科學家惠更斯

( Huygens)於1690年提出的惠更斯原

:介質中波動傳播到的各點都可以看作是發射子波的波源,在其後任意時刻的波陣面,可由這些新波源發出的子波波前的包絡面來決定。

對於衍射問題,運用惠更斯原理,可以對波源輻射聲場特性進行分析,也可以對波遇到障礙物時波陣面發生畸變的現象進行解釋。

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假設:

當一束任意形狀的超聲波在傳播過程中遇到一個障礙物,障礙物上有一個寬度與超聲波波長相當的狹縫。

根據惠更斯原理,這時可將狹縫

看作新的波源,波前上的所有點都可以看作產生球面子波的點源,經過一段時間後,該波前

的新位置將是與這些子波波前相切的包跡面,這樣就得到了穿過狹縫的聲波是以狹縫為中心的圓形波,其與原來的波陣面無關。

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對於各種大小不同的障礙物,都可以利用

惠更斯原理

得到聲波遇到障礙物

時波前的變化情況。

當障礙物的尺寸

(線度)比聲波波長大許多時,聲能大部分被反射,從而在障礙物後面形成較明顯的聲影區。

當障礙物的尺寸比超聲波波長小許多時,聲波基本上不受影響,繼續向前傳播,只是聲能稍有減弱,這種情況其實就是瑞利散射引起的衰減。

而當障礙物的尺寸與聲波波長相當時,其衍射場為具有特殊指向性的圖案,這種情況就比較複雜,可將其看作散射來

處理。

佛山中山珠海靈科超聲波來揭秘:波的衍射現象如何發生的?

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