Bølgende fenomener

Refleksjon av lys er et bølgende fenomen som lar oss se bildet av en tydelig reflektert bygning i den andres glasspaneler

Hva er bølgende fenomener?

De bølgende fenomener De finner sted når bølgene sprer seg i et medium og finner andre bølger, med endringer i midten, grenser, hull og hindringer generelt. Dette forårsaker endringer i bølgenes form og deres forskyvning.

Bølger transportenergi, uansett. Hvis vi ser bra ut, når en stein kastes i et tjern, som sprer seg i vannet er forstyrrelsen, siden væskemolekylene kort beveger seg fra likevektsposisjonen og går tilbake til den så snart forstyrrelsen beveger seg bort.

Siden det ikke er noen transport av materie, kan vi forvente at bølger oppfører seg på forskjellige måter som gjenstander vil gjøre når de samhandler.

Bølgene klarer å krysse forskjellige medier og til og med å okkupere den samme plassen på samme tid, noe som deigpartikler ikke kan gjøre, i det minste på makroskopisk nivå (elektroner har masse og kan oppleve ondskapsfulle fenomener).

Blant de viktigste bølgende fenomenene som vi kan observere i naturen er refleksjon, brytning, forstyrrelser og diffraksjon.

Både lyset og lyden, så dyrebar for sansene, oppfører seg som bølger og opplever alle disse fenomenene, innenfor forskjellene i deres respektive natur.

For eksempel trenger ikke lyset materiale å spre seg, mens lyden gjør det. I tillegg er lys en tverrgående bølge (forstyrrelse er vinkelrett på retningen som bølgen beveger seg i), mens lyden er en langsgående bølge (forstyrrelse og forskyvning er parallell).

Typer bølgende fenomener

Til tross for deres forskjellige natur, har alle bølger til felles følgende bølgende fenomener:

Speilbilde

Refleksjon og brytning av lys. Kilde: Wikimedia Commons.

Når bølgene reiser noen ganger, finner de grenser som skiller et medium fra et annet, for eksempel en puls som reiser gjennom et tau som holder fast i den ene enden.

Når pulsen når slutten av tauet, kommer den stort sett tilbake, men den gjør den investert. Det sies da at pulsen opplever refleksjon, det vil si at den gjenspeiles i grensen mellom tauet og støtten.

Kan tjene deg: Elektromagnetiske bølger: Maxwell -teori, typer, egenskaper

Pulsinvesteringen skyldes reaksjonen utøvd av støtte på tauet, som ved lov om handling og reaksjon har samme retning og størrelse, men ellers. Av denne grunn blir pulsen reversert når han reiser tilbake.

En annen mulighet er at tauet har en viss frihet i det ekstreme emnet, for eksempel er det knyttet til en ring som kan gli på en bar. Da kommer ikke pulsen som sendes gjennom tauet.

Generelt sett, når en bølge sprer seg og når grensen som skiller to forskjellige midler, opplever en retningsendring. Til bølgen som er kjent som en hendelsesbølge, som kommer tilbake er den reflekterte bølgen, og hvis den ene delen blir overført til det andre mediet, er den kjent som en bryt bølge.

Lyd er en bølge, så opplev refleksjon når du snakker i et tomt rom. Lyset er også en bølge, og vi kan se det reflektere i speilet, på den stille overflaten av et tjern eller i vinduet en skyskraper.

Brytning

Blyanten virker bøyd på grunn av refraksjonen som lyset lider når det går fra et medium til et annet. Kilde: Wikimedia Commons.

Fenomenet brytning oppstår når en bølge går fra et medium til et annet, for eksempel fra luft til vann. En del av bølgen overføres til det andre mediet: den brytede bølgen.

Når du prøver å ta et objekt nedsenket i bunnen av en fontene eller en bøtte, er det veldig sannsynlig ikke å nå den, selv om hånden er rettet der objektet er. Og det er fordi lysstrålene har endret retning da de gikk fra luften til vannet, det vil si at de opplevde refraksjon.

I tillegg hastigheten som bølgene beveger seg i henhold til mediet. I et vakuum beveger lysbølger seg med konstant hastighet C = 300.000 km/s, men i vannet synker hastigheten opp til (3/4) C og enda mer glass: A (2/3) C.

Lyshastigheten i et medium avhenger av brytningsindeksen for dette, definert som årsaken mellom C og hastigheten og at lyset har i midten:

N = c/v

Fenomenet er analogt med en leketøyvogn som ruller på et hardt gulv av keramikk eller tre veldig trukket og plutselig rullet på et teppe. Ikke bare endrer adressen din, men reduserer også hastigheten din.

Kan tjene deg: Hva er de avledede størrelsene?

Absorpsjon

Radiobølger vil bli absorbert når det skiller seg fra emisjonssenteret.

Hvis bølgen oppfyller et annet medium, kan det skje som gir all energien den transporterer og dens amplitude er null. Det sies da at bølgen ble absorbert.

Innblanding

Lydbølger kan leve sammen, men den ene vil bli lagt på den andre. Dette skjer når vi snakker i telefonen, men det er en fotballkamp på TV i bakgrunnen.

To objekter deler ikke plassen sin, men to eller flere bølger har ikke noe problem å være samtidig på samme punkt i verdensrommet. Denne oppførselen er eksklusiv for dem.

Det skjer hver gang to steiner kastes 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 bølgene som forstyrrer, eller ganske enkelt kan avlyses med hverandre. De er oppfylt Superposisjonsprinsipp.

For bølger fastslår superposisjonsprinsippet at den resulterende bølgen er lik den algebraiske summen av de forstyrrende bølgeforskyvningene (de kan være mer enn to).

Hvis bølgene er i fase, noe som betyr at dalene og ryggen er på linje, er det en bølge med dobbel amplitude. Dette er kjent som Konstruktiv interferens.

På den annen side, når toppen av en bølge overlapper seg med en annen dal, motvirker de hverandre og amplituden til den resulterende bølgen. Denne effekten kalles destruktiv interferens.

Etter å ha samhandlet fortsetter bølgene på vei som om ingenting hadde skjedd.

Diffraksjon

To bølgefronter med forskjellige bølgelengder: opplev større diffraksjon som hvis bølgelengde er sammenlignbar med åpningen. Kilde: f. Zapata.

Dette fenomenet er typisk for bølger; I den avviker bølgen og forvrenger seg ved å møte en hindring innlevert på bølgebanen eller et gap i midten. Effekten er betydelig når størrelsen på hindringen er sammenlignbar med bølgelengden.

Kan tjene deg: Bernoulli teorem

Bølgene ivaretar begynnelsen av Huygens, som slår fast at hvert punkt i mediet oppfører seg på sin side som et fokus som avgir bølger. Som medium har en uendelig mengde poeng, når bølgefronten oppnås.

Når den når en åpning av bølgelengdestørrelsen, er søkelysene på bølgefronten festet for å forstyrre hverandre og bølgen deformeres.

Lydens diffraksjon er lett å sette pris på, siden bølgelengden er sammenlignbar med gjenstandene som omgir oss, i stedet er lysets bølgelengde mye lavere og følgelig trenger diffraksjonen veldig små hindringer.

I følgende bilde har vi en flat bølgefront, som beveger seg vertikalt ned for å møte en åpning på en vegg.

Til venstre er lengden på hendelsesbølgen mye lavere enn størrelsen på åpningen, og bølgen er knapt deformert. På den annen side, i figuren til høyre, er bølgelengden sammenlignbar med åpningen og fremveksten av den, bølgen kurver betydelig.

Eksempler på bølgende fenomener

-Lytt til musikk og samtaler i et annet rom skyldes lyddiffraksjon når du finner åpninger som dører og vinduer. De lave frekvensene er bedre i dette enn de høye, så fjerne torden rumler mye mer enn i nærheten, som oppfattes heller som korte frimerker.

-Miragene skyldes at deler av luften har forskjellige brytningsindekser, på grunn av ulik tetthet.

Dette får himmelen og fjerne gjenstander som ser ut til å reflektere over en ikke -eksisterende flytende overflate i ørkenen eller en varm vei. De påfølgende brytningene av lys i de ulik lagene i atmosfæren er de som skaper denne effekten.

Mirage på en vei. Kilde: Wikimedia Commons. Brocken Inaglory/CC BY-S (http: // CreativeCommons.Org/lisenser/by-SA/3.0/).

-Det er ikke mulig å se gjenstander mindre enn bølgelengden til lyset de er opplyst. For eksempel er virus mindre enn synlige bølgelengder, så de kan ikke sees med et nåværende mikroskop.

-Refraksjonen får oss til å se i solen kort tid før den kommer ut (eller ta på). På den tiden påvirker solstrålene på skrå atmosfæren, og endringen i midten er ansvarlig for å brette dem og avlede dem.

Det er grunnen til at vi kan se Star King før han virkelig er over horisonten eller fortsetter å se den rett i horisonten når han faktisk passerte under.

Den blå linjen er horisonten. Solens sanne posisjon er under den, men atmosfærisk refraksjon lar oss se den selv når den allerede er skjult. Kilde: Wikimedia Commons.

Referanser

1. Bikos, k. Hva er brytning av lys? Gjenopprettet fra: TimeAndDate.com.
2. Figueroa, d. 2005. Serier: Fysikk for vitenskap og ingeniørfag. Volum 7. Bølger og kvantefysikk. Redigert av Douglas Figueroa (USB).
3. Hewitt, Paul. 2012. Konseptuell fysisk vitenskap. 5. plass. Ed. Pearson.
4. Hyperfysikk. Brytning. Gjenopprettet fra: hyperfysikk.PHY-ASTR.GSU.Edu.
5. Rex, a. 2011. Fundamentals of Physics. Pearson.
6. Sears, Zemansky. 2016. Universitetsfysikk med moderne fysikk. 14. Ed. Volum1.
7. Wikipedia. Atmosferique refraksjon. Gjenopprettet fra: kald.Wikipedia.org.