Det bølge fænomener de finder sted, når bølger spredes i et medium og møder andre bølger med ændringer i mediet, grænser, huller og forhindringer generelt. Dette medfører ændringer i formen på bølgerne og deres bevægelse..
Bølger bærer energi, ikke noget. Hvis vi ser nøje, når en sten kastes i en dam, er det, der forplantes i vandet, forstyrrelsen, da de flydende molekyler bevæger sig kort fra deres ligevægt og vender tilbage til den, så snart forstyrrelsen aftager..
Da der ikke er nogen materietransport, kan vi forvente, at bølger opfører sig anderledes end genstande, når de interagerer..
Bølger formår at passere gennem forskellige medier og endda besætte det samme rum på samme tid, noget som partikler med masse ikke kan gøre, i det mindste på det makroskopiske niveau (elektroner har masse og kan opleve bølgefænomener).
Blandt de vigtigste bølgefænomener, som vi kan observere i naturen, er refleksion, brydning, interferens og diffraktion..
Både lys og lyd, som er så dyrebare for sanserne, opfører sig som bølger og oplever alle disse fænomener inden for de forskelle, der findes i deres respektive natur..
F.eks. Har lys ikke brug for et materielt medium for at sprede sig, mens lyd gør det. Derudover er lys en tværgående bølge (forstyrrelsen er vinkelret på den retning, bølgen bevæger sig i), mens lyden er en langsgående bølge (forstyrrelsen og forskydningen er parallel)..
Artikelindeks
På trods af deres forskellige natur har alle bølger følgende bølgefænomener til fælles:
Når bølger bevæger sig, møder de undertiden grænser, der adskiller et medium fra et andet, for eksempel en puls, der bevæger sig gennem en streng, der er fastgjort til den ene ende..
Når pulsen når slutningen af strengen, vender den stort set tilbage, men den gør det omvendt. Pulsen siges derefter at undergå refleksion, dvs. den reflekteres ved grænsen mellem strengen og understøtningen..
Pulsens inversion skyldes reaktionen, der udøves af understøtningen på strengen, som ifølge handlingsloven og reaktionen har samme retning og størrelse, men den modsatte retning. Af denne grund vendes pulsen, når du rejser tilbage.
En anden mulighed er, at rebet har en vis frihed i den fastgjorte ende, for eksempel er det bundet til en ring, der kan glide over en stang. Så pulsen, der sendes gennem strengen, vender ikke omvendt tilbage.
Når en bølge formerer sig og når grænsen, der adskiller to forskellige medier, gennemgår den generelt en retningsændring. Den bølge, der ankommer, er kendt som den indfaldende bølge, den, der returneres, er den reflekterede bølge, og hvis en del transmitteres til det andet medium, er den kendt som en brydet bølge..
Lyd er en bølge, så du oplever refleksion, når du taler i et tomt rum. Lys er også en bølge, og vi kan se det reflektere i spejlet, på en dams rolige overflade eller i vinduet til skyskraberen i figur 1.
Brydningsfænomenet opstår, når en bølge passerer fra et medium til et andet, for eksempel fra luft til vand. En del af bølgen transmitteres til det andet medium: den brydede bølge (se figur 2).
Når du prøver at få fat i en nedsænket genstand i bunden af en springvand eller en spand, er det meget sandsynligt, at du ikke når den, selvom hånden er rettet mod, hvor objektet er. Og det er fordi lysstrålerne har ændret deres retning, da de gik fra luft til vand, det vil sige, de gennemgik brydning..
Derudover varierer hastigheden, hvormed bølgerne bevæger sig, alt efter mediet. I vakuum bevæger lysbølgerne sig med konstant hastighed c = 300.000 km / s, men i vand falder hastigheden til (3/4) c og i glas endnu mere: a (2/3) c.
Lysets hastighed i et medium afhænger af dets brydningsindeks, defineret som forholdet mellem c og den hastighed v, som lyset har i mediet:
n = c / v
Fænomenet er analogt med en legetøjsbil, der ruller på et hårdt, højpoleret keramik- eller trægulv og derefter pludselig ruller på et tæppe. Ikke kun ændrer det retning, det sænker også.
Hvis bølgen møder et andet medium, kan det ske, at al den energi, den bærer, giver op, og dens amplitude bliver nul. Det siges derefter, at bølgen blev absorberet.
To objekter deler ikke deres rum, men to eller flere bølger har ikke noget problem at være på samme sted i rummet på samme tid. Denne adfærd er eksklusiv for dem.
Det sker hver gang to sten smides samtidigt i vandet, der produceres uafhængige bølgemønstre, der kan overlappe hinanden og give en resulterende bølge.
Amplituden af den resulterende bølge kan være større eller mindre end for de interfererende bølger, eller de kan simpelthen annullere hinanden. I dem superposition princip.
For bølger angiver superpositionsprincippet, at den resulterende bølge er lig med den algebraiske sum af forskydningen af de forstyrrende bølger (de kan være mere end to).
Hvis bølgerne er i fase, hvilket betyder, at deres dale og kamme er justeret, resulterer en bølge med dobbelt amplitude. Dette er kendt som konstruktiv indblanding.
I modsætning hertil, når toppen af en bølge overlapper dalen til en anden, modvirker de hinanden, og amplituden af den resulterende bølge falder eller bliver nul. Denne effekt kaldes destruktiv indblanding.
Efter interaktion fortsætter bølgerne på deres vej, som om der ikke var sket noget.
Dette fænomen er typisk for bølger; i den afbøjes og forvrænges bølgen, når den støder på en hindring i vejen for bølgen eller et hul i midten. Effekten er signifikant, når hindringens størrelse er sammenlignelig med bølgelængdens størrelse.
Bølgerne deltager i Huygens-princippet, der siger, at hvert punkt i midten opfører sig igen som et fokus, der udsender bølger. Da et medium har et uendeligt antal punkter, giver overlejring dem alle bølgefronten.
Når den når en åbning på størrelse med bølgelængden, formår foci på bølgefronten at forstyrre hinanden, og bølgen vrider sig..
Diffraktionen af lyd er let at forstå, da dens bølgelængde er sammenlignelig med objektene, der omgiver os, på den anden side er lysets bølgelængde meget lavere, og diffraktionen kræver derfor meget små forhindringer..
På det følgende billede har vi en flad bølgefront, som bevæger sig lodret ned for at møde en åbning i en mur.
Til venstre er længden af den indfaldende bølge meget mindre end åbningens størrelse, og bølgen deformeres næppe. På den anden side, i figuren til højre, er bølgelængden af sammenlignelig størrelse med åbningen, og når den kommer ud af den, kurver bølgen mærkbart.
-At lytte til musik og samtaler i et andet rum skyldes lyddiffraktion, når det støder på åbninger som døre og vinduer. Lavfrekvenser er bedre ved dette end høje frekvenser, hvorfor fjern torden rummer meget højere end nærliggende torden, hvilket opfattes mere som korte bomme.
-Mirages skyldes, at dele af luften har forskellige brydningsindeks på grund af ujævn tæthed.
Dette får himlen og fjerne genstande til at reflektere over en ikke-eksisterende flydende overflade i ørkenen eller en varm motorvej. De successive lysbrydninger i de ujævne lag i atmosfæren er det, der skaber denne effekt.
-Det er ikke muligt at se genstande, der er mindre end bølgelængden af det lys, som de er belyst med. For eksempel er vira mindre end synlige bølgelængder, så de kan ikke ses med et almindeligt mikroskop..
-Brydning giver os mulighed for at se solen kort før den stiger op (eller går ned). På disse tidspunkter påvirker solens stråler skråt atmosfæren, og ændringen i miljøet er ansvarlig for at bøje og afbøje dem..
Derfor kan vi se kongestjernen, før den virkelig er over horisonten eller fortsætte med at se den lige over horisonten, når den i virkeligheden allerede er passeret nedenunder.
Endnu ingen kommentarer