Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Wat gebeurt er met golven wanneer ze een dichter medium onder hoek binnenkomen?

Wanneer een golf een dichter medium onder een hoek binnenkomt, gebeuren er verschillende dingen:

1. Brief: Dit is het meest prominente effect. De golf buigt en verandert zijn richting. De brekingshoek hangt af van de invalshoek (de hoek waarmee de golf de grens raakt) en de relatieve snelheden van de golf in de twee media.

* de wet van Snell: Deze wet beschrijft de relatie tussen de hoeken en snelheden:

* n₁ sin θ₁ =n₂ sin θ₂

* Waar N₁ en N₂ de brekingsindices van de twee media zijn, en θ₁ en θ₂ zijn respectievelijk de hoeken van incidentie en breking.

* DENSER MIDDEL, LANEER SNELHEID: Een dichter medium vertraagt ​​in het algemeen de golf. Dit betekent dat de golf buigt naar de normale (de denkbeeldige lijn loodrecht op het oppervlak).

2. Gedeeltelijke reflectie: Niet alle golfenergie komt het dichtere medium binnen. Een deel ervan wordt weer gereflecteerd in het oorspronkelijke medium onder een hoek gelijk aan de invalshoek.

* hoeveelheid reflectie: De hoeveelheid reflectie hangt af van het verschil in dichtheid tussen de twee media. Een groter verschil in dichtheid leidt tot meer reflectie.

3. Verander in golflengte: De golflengte van de golf neemt af als deze het dichtere medium binnenkomt. Dit komt omdat de snelheid van de golf afneemt, maar de frequentie ervan blijft constant.

4. Verandering in amplitude: De amplitude van de golf kan ook veranderen als deze het dichtere medium binnengaat. Dit wordt beïnvloed door factoren zoals de hoeveelheid reflectie en de energieabsorptie van het medium.

Voorbeelden:

* licht: Wanneer licht water uit de lucht binnenkomt, buigt het naar de normale omdat water dichter is dan lucht. Dit is de reden waarom objecten vervormd lijken wanneer ze worden ondergedompeld in water.

* geluid: Geluidsgolven reizen langzamer in water dan in de lucht. Wanneer geluidsgolven onder een hoek water vanuit de lucht binnenkomen, buigen ze naar de normale. Dit is de reden waarom onderwatergeluidsdetectiesystemen kunnen worden gebruikt om objecten te vinden.

Opmerking: Deze effecten zijn het meest uitgesproken wanneer de invalshoek niet nul is (d.w.z. de golf raakt de grens onder een hoek). Wanneer de golf de grens loodrecht raakt, is er geen breking en vertraagt ​​de golf gewoon naar beneden.