De bølgefenomener de finner sted når bølger forplanter seg i et medium og møter andre bølger, med endringer i mediet, grenser, hull og hindringer generelt. Dette forårsaker endringer i bølgenes form og bevegelse..
Bølger bærer energi, ikke noe. Hvis vi ser nøye, når en stein kastes i en dam, er det som forplantes i vannet forstyrrelsen, siden væskemolekylene beveger seg kort fra sin likevektsposisjon og går tilbake til den så snart forstyrrelsen trekker seg tilbake..
Siden det ikke er materietransport, kan vi forvente at bølger oppfører seg annerledes enn gjenstander når de samhandler..
Bølger klarer å passere gjennom forskjellige medier og til og med oppta samme rom samtidig, noe partikler med masse ikke kan gjøre, i det minste på makroskopisk nivå (elektroner har masse og kan oppleve bølgefenomener).
Blant de viktigste bølgefenomenene vi kan observere i naturen er refleksjon, refraksjon, interferens og diffraksjon..
Både lys og lyd, så dyrebar for sansene, oppfører seg som bølger og opplever alle disse fenomenene, innenfor forskjellene som eksisterer i deres respektive natur..
For eksempel trenger ikke lys et materielt medium for å forplante seg, mens lyd gjør det. I tillegg er lys en tverrbølge (forstyrrelsen er vinkelrett på retningen bølgen beveger seg i), mens lyd er en langsgående bølge (forstyrrelsen og forskyvningen er parallell)..
Artikkelindeks
Til tross for sin forskjellige natur har alle bølger følgende bølgefenomener til felles:
Når bølger beveger seg, møter de noen ganger grenser som skiller ett medium fra et annet, for eksempel en puls som beveger seg gjennom en streng som er fast festet til den ene enden..
Når pulsen når slutten av strengen, returnerer den i stor grad, men den gjør det omvendt. Pulsen sies deretter å reflektere, det vil si at den reflekteres ved grensen mellom strengen og støtten..
Inversjonen av pulsen skyldes reaksjonen som utøves av støtten på strengen, som ifølge handlingsloven og reaksjonen har samme retning og størrelse, men motsatt retning. Av denne grunn blir pulsen reversert når du reiser tilbake.
En annen mulighet er at tauet har litt frihet i den festede enden, for eksempel er det bundet til en ring som kan gli over en stang. Så pulsen som sendes gjennom strengen returnerer ikke invertert.
Generelt sett gjennomgår en endring av retning når en bølge forplantes og når grensen som skiller mellom to forskjellige medier. Bølgen som kommer er kjent som hendelsesbølgen, den som returneres er den reflekterte bølgen, og hvis en del overføres til det andre mediet, er den kjent som en refraktert bølge..
Lyd er en bølge, så du opplever refleksjon når du snakker i et tomt rom. Lys er også en bølge, og vi kan se det reflektere i speilet, på den rolige overflaten av en dam eller i vinduet til skyskraperen i figur 1.
Brekningsfenomenet oppstår når en bølge går fra ett medium til et annet, for eksempel fra luft til vann. En del av bølgen overføres til det andre mediet: den bryte bølgen (se figur 2).
Når du prøver å ta tak i en nedsenket gjenstand i bunnen av en fontene eller en bøtte, er det veldig sannsynlig at du ikke når den, selv om hånden er rettet mot der objektet er. Og det er fordi lysstrålene har endret retning når de gikk fra luft til vann, det vil si at de gjennomgikk brytning..
I tillegg varierer hastigheten som bølgene beveger seg i henhold til mediet. I vakuum beveger lysbølgene seg med konstant hastighet c = 300.000 km / s, men i vann synker hastigheten til (3/4) c og i glass enda mer: a (2/3) c.
Lysets hastighet i et medium avhenger av dets brytningsindeks, definert som forholdet mellom c og hastigheten v som lyset har i mediet:
n = c / v
Fenomenet er analogt med en lekebil som ruller på et hardt, høyt polert keramisk eller tregulv og deretter plutselig ruller på et teppe. Ikke bare endrer det retning, det bremser også.
Hvis bølgen møter et annet medium, kan det hende at all energien den bærer gir opp og amplituden blir null. Det sies da at bølgen ble absorbert.
To objekter deler ikke rommet sitt, men to eller flere bølger har ikke noe problem å være på samme punkt i rommet samtidig. Denne oppførselen er eksklusiv for dem.
Det skjer hver gang to steiner blir kastet samtidig i vannet, produseres uavhengige bølgemønstre som kan overlappe hverandre og gi en resulterende bølge.
Amplituden til den resulterende bølgen kan være større eller mindre enn for de forstyrrende bølgene, eller de kan ganske enkelt avbryte hverandre. I dem superposisjonsprinsipp.
For bølger sier superposisjonsprinsippet at den resulterende bølgen er lik den algebraiske summen av forskyvningene av de forstyrrende bølgene (de kan være mer enn to).
Hvis bølgene er i fase, noe som betyr at dalene og toppene deres er på linje, resulterer en bølge med dobbelt amplitude. Dette er kjent som konstruktiv forstyrrelse.
I kontrast, når toppen av en bølge overlapper dalen til en annen, motvirker de hverandre, og amplituden til den resulterende bølgen avtar eller blir null. Denne effekten kalles destruktiv forstyrrelse.
Etter samhandling fortsetter bølgene på vei som om ingenting hadde skjedd.
Dette fenomenet er typisk for bølger; i den blir bølgen avbøyd og forvrengt når den støter på et hinder i bølgen eller et gap i midten. Effekten er signifikant når hindringens størrelse er sammenlignbar med bølgelengdens størrelse.
Bølgene deltar på Huygens-prinsippet, som sier at hvert punkt i midten oppfører seg i sin tur som et fokus som avgir bølger. Siden et medium har et uendelig antall punkter, gir det bølgefronten å legge dem overalt.
Når den når en åpning på størrelse med bølgelengden, klarer fokusene på bølgefronten å forstyrre hverandre og bølgen vrir seg..
Diffraksjonen av lyd er lett å forstå, siden bølgelengden er sammenlignbar med objektene som omgir oss, derimot er lysets bølgelengde mye lavere og diffraksjonen krever derfor svært små hindringer..
På det følgende bildet har vi en flat bølgefront, som beveger seg vertikalt ned for å møte en åpning i en vegg.
Til venstre er lengden på den innfallende bølgen mye mindre enn åpningens størrelse, og bølgen blir knapt deformert. På den annen side, i figuren til høyre, er bølgelengden av sammenlignbar størrelse med åpningen, og når den kommer ut av den, kurver bølgen betydelig.
-Å lytte til musikk og samtaler i et annet rom skyldes lyddiffraksjon når den møter åpninger som dører og vinduer. Lavfrekvenser er bedre på dette enn høye frekvenser, og det er derfor torden i det fjerne brummer mye høyere enn torden i nærheten, noe som oppleves mer som korte bommer.
-Mirages skyldes at deler av luften har forskjellige brytningsindekser, på grunn av ujevn tetthet.
Dette gjør at himmelen og fjerne gjenstander ser ut til å reflektere over en ikke-eksisterende flytende overflate i ørkenen eller en varm motorvei. De etterfølgende lysbrytninger i de ujevne lagene i atmosfæren er det som skaper denne effekten.
-Det er ikke mulig å se gjenstander som er mindre enn bølgelengden til lyset som de blir belyst med. For eksempel er virus mindre enn synlige bølgelengder, så de kan ikke sees med et vanlig mikroskop..
-Bryting gjør at vi kan se solen kort før den stiger (eller går ned). På disse tidene påvirker solstrålene skrått atmosfæren, og endringen i miljøet er ansvarlig for å bøye og avbøye dem..
Derfor kan vi se kongestjernen før den virkelig er over horisonten eller fortsette å se den rett over horisonten når den i virkeligheten allerede har passert under.
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.