Τι συμβαίνει με την ταχύτητα ενός κύματος όταν αντικατοπτρίζει τις διαθλήσεις και τις διαθλαστικές;

Ακολουθεί μια ανάλυση του τρόπου με τον οποίο ο προβληματισμός, η διάθλαση και η περίθλαση επηρεάζουν την ταχύτητα ενός κύματος:

αντανάκλαση

* Η ταχύτητα παραμένει η ίδια. Όταν ένα κύμα αντανακλά μια επιφάνεια, αναπηδά πίσω. Η ταχύτητα του κύματος στο αρχικό μέσο δεν αλλάζει. Η κατεύθυνση της διάδοσης αλλάζει και το κύμα μπορεί να παρουσιάσει μια μετατόπιση φάσης ανάλογα με τη φύση της αντανακλαστικής επιφάνειας.

διάθλαση

* Αλλαγές ταχύτητας. Όταν ένα κύμα μετακινείται από το ένα μέσο σε άλλο (π.χ. από τον αέρα σε νερό), αλλάζει ταχύτητα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η ταχύτητα του κύματος καθορίζεται από τις ιδιότητες του μέσου. Η μεταβολή της ταχύτητας προκαλεί το κύμα να λυγίσει, που είναι το φαινόμενο της διάθλασης. Η ποσότητα κάμψης εξαρτάται από τη γωνία πρόσπτωσης και τη διαφορά ταχύτητας μεταξύ των δύο μέσων.

περίθλαση

* Η ταχύτητα παραμένει η ίδια. Η διάθλαση συμβαίνει όταν ένα κύμα συναντά ένα εμπόδιο ή ανοίγει συγκρίσιμο με το μήκος κύματος του. Το κύμα εξαπλώνεται καθώς περνάει από το άνοιγμα ή γύρω από το εμπόδιο. Αυτή η εξάπλωση δεν αλλάζει την ταχύτητα του κύματος. μεταβάλλει μόνο την κατεύθυνση και το σχήμα του.

Βασικά σημεία:

* Η ταχύτητα καθορίζεται κυρίως από το μέσο: Η ταχύτητα ενός κύματος καθορίζεται θεμελιωδώς από τις ιδιότητες του μέσου που ταξιδεύει μέσω (όπως η πυκνότητα, η ελαστικότητα κ.λπ.).

* αντανάκλαση και περίθλαση δεν αλλάζουν το μέσο: Επομένως, δεν αλλάζουν την ταχύτητα του κύματος.

* Η διάθλαση περιλαμβάνει μια αλλαγή στο μέσο: Αυτό έχει ως αποτέλεσμα μια αλλαγή στην ταχύτητα του κύματος.

Παράδειγμα:

Φανταστείτε ένα ελαφρύ κύμα που ταξιδεύει από τον αέρα σε νερό.

* Αντανάκλαση: Εάν το φως του φωτός χτυπήσει έναν καθρέφτη στην επιφάνεια του νερού, αναπηδά πίσω, διατηρώντας την ίδια ταχύτητα στον αέρα.

* διάθλαση: Εάν το κύμα φωτός εισέλθει στο νερό υπό γωνία, κάμπτεται επειδή η ταχύτητα του φωτός είναι πιο αργή στο νερό από ό, τι στον αέρα.

* διάθλαση: Εάν το κύμα φωτός περάσει μέσα από μια στενή σχισμή (συγκρίσιμη με το μήκος κύματος του) σε ένα φράγμα, εξαπλώνεται μετά την σχισμή, αλλά η ταχύτητά του παραμένει η ίδια στον αέρα.