การเลี้ยวเบนกับการกระเจิง
การเลี้ยวเบนและการกระเจิงเป็นสองหัวข้อที่สำคัญมากที่กล่าวถึงภายใต้กลศาสตร์ของคลื่น สองหัวข้อนี้มีความสำคัญสูงสุดและมีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจพฤติกรรมของคลื่น หลักการเหล่านี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านต่างๆ เช่น สเปกโตรเมทรี, ออปติก, อะคูสติก, การวิจัยพลังงานสูง และแม้กระทั่งการออกแบบอาคาร ในบทความนี้ เราจะพูดถึงการเลี้ยวเบนและการกระเจิง คำจำกัดความ การกระเจิงและการเลี้ยวเบน ความคล้ายคลึง และความแตกต่างระหว่างการเลี้ยวเบนและการกระเจิง
การเลี้ยวเบนคืออะไร
การเลี้ยวเบนเป็นปรากฏการณ์ที่พบในคลื่นการเลี้ยวเบนหมายถึงพฤติกรรมต่างๆ ของคลื่นเมื่อกระทบกับสิ่งกีดขวาง ปรากฏการณ์การเลี้ยวเบนถูกอธิบายว่าเป็นการโค้งงอของคลื่นรอบๆ สิ่งกีดขวางเล็กๆ และการแพร่กระจายของคลื่นผ่านช่องเปิดเล็กๆ สามารถสังเกตได้ง่ายโดยใช้ถังระลอกคลื่นหรือการตั้งค่าที่คล้ายกัน คลื่นที่เกิดขึ้นบนน้ำสามารถใช้เพื่อศึกษาผลกระทบของการเลี้ยวเบนเมื่อมีวัตถุขนาดเล็กหรือรูเล็กๆ ปริมาณการเลี้ยวเบนขึ้นอยู่กับขนาดของรู (ร่อง) และความยาวคลื่นของคลื่น ในการสังเกตการเลี้ยวเบน ความกว้างของร่องและความยาวคลื่นของคลื่นจะต้องเท่ากันและหรือใกล้เคียงกัน หากความยาวคลื่นมีขนาดใหญ่กว่าหรือเล็กกว่าความกว้างของรอยแยกมาก จะไม่มีการเลี้ยวเบนที่สังเกตได้ การเลี้ยวเบนของแสงผ่านช่องเล็ก ๆ ถือได้ว่าเป็นหลักฐานของธรรมชาติคลื่นของแสง การทดลองที่มีชื่อเสียงที่สุดบางส่วนในการเลี้ยวเบนคือการทดลองแบบช่องเดี่ยวของ Young และการทดลองแบบ Double Slit ของ Youngตะแกรงเลี้ยวเบนเป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์ที่มีประโยชน์มากที่สุดตามทฤษฎีการเลี้ยวเบน ใช้เพื่อให้ได้สเปกตรัมความละเอียดสูง
กระเจิงคืออะไร
กระเจิงเป็นกระบวนการที่คลื่นเบี่ยงเบนเนื่องจากความผิดปกติบางอย่างในอวกาศ รูปแบบของรังสี เช่น แสง เสียง และแม้แต่อนุภาคขนาดเล็กสามารถกระจัดกระจายได้ สาเหตุของการกระเจิงอาจเป็นอนุภาค ความหนาแน่นผิดปกติ หรือแม้แต่ความผิดปกติของพื้นผิว การกระเจิงถือได้ว่าเป็นปฏิสัมพันธ์ระหว่างสองอนุภาค นี่เป็นสิ่งสำคัญมากในการพิสูจน์ความเป็นคู่ของอนุภาคคลื่นของแสง สำหรับการพิสูจน์นี้ จะใช้ Compton Effect สาเหตุที่ท้องฟ้าเป็นสีฟ้าก็เกิดจากการกระเจิงเช่นกัน นี่เป็นเพราะปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการกระเจิงของเรย์ลี การกระเจิงของ Rayleigh ทำให้แสงสีน้ำเงินจากดวงอาทิตย์กระจัดกระจายมากกว่าความยาวคลื่นอื่นๆ ด้วยเหตุนี้สีของท้องฟ้าจึงเป็นสีฟ้า รูปแบบอื่นๆ ของการกระเจิง ได้แก่ การกระเจิงของมิเอะ การกระเจิงแบบบริลูอิน การกระเจิงของรามัน และการกระเจิงเอ็กซ์เรย์ที่ไม่ยืดหยุ่น
การกระเจิงและการเลี้ยวเบนต่างกันอย่างไร
• การเลี้ยวเบนเป็นปรากฏการณ์ที่สังเกตได้เฉพาะในคลื่น แต่การกระเจิงเป็นปรากฏการณ์ที่สังเกตได้ทั้งในคลื่นและอนุภาค
• การเลี้ยวเบนเป็นสมบัติของการแพร่กระจายของคลื่น ในขณะที่การกระเจิงเป็นสมบัติของการโต้ตอบของคลื่น
• การเลี้ยวเบนสามารถใช้เป็นหลักฐานของธรรมชาติคลื่นของแสงได้ การกระเจิงบางรูปแบบ (การกระเจิงคอมป์ตัน) สามารถใช้เป็นหลักฐานสำหรับธรรมชาติของอนุภาคของแสง