Τι συμβαίνει με την ταχύτητα και τη συχνότητα του κύματος όταν φτάνει τα όρια μεταξύ δύο μέσων;
Βασικές έννοιες
* διάθλαση: Η κάμψη ενός κύματος καθώς περνά από το ένα μέσο σε άλλο.
* ταχύτητα φωτός: Η ταχύτητα του φωτός είναι σταθερή σε κενό, αλλά αλλάζει όταν ταξιδεύει μέσα από διαφορετικά μέσα.
* μήκος κύματος: Η απόσταση μεταξύ δύο διαδοχικών κορυφών ή κοιλιακών κυμάτων.
* Συχνότητα: Ο αριθμός των κύκλων κύματος που περνούν ένα σημείο σε ένα δευτερόλεπτο.
Τι συμβαίνει στο όριο
1. Αλλαγές ταχύτητας: Η ταχύτητα του κύματος συνήθως αλλάζει όταν εισέρχεται σε ένα νέο μέσο. Η ταχύτητα του φωτός σε ένα μέσο καθορίζεται από τον δείκτη διάθλασης του μέσου. Ένας υψηλότερος δείκτης διάθλασης σημαίνει βραδύτερη ταχύτητα.
2. Αλλαγές μήκους κύματος: Το μήκος κύματος του κύματος αλλάζει αναλογικά με την αλλαγή ταχύτητας. Εάν η ταχύτητα μειωθεί, το μήκος κύματος μειώνεται επίσης. Αυτή η σχέση μπορεί να συνοψιστεί ως:
* ταχύτητα / μήκος κύματος =συχνότητα
Δεδομένου ότι η συχνότητα παραμένει σταθερή (βλ. Παρακάτω), μια αλλαγή στην ταχύτητα απαιτεί μια αλλαγή στο μήκος κύματος.
3. Η συχνότητα παραμένει σταθερή: Η συχνότητα ενός κύματος (ο αριθμός των κύκλων ανά δευτερόλεπτο) παραμένει γενικά η ίδια όταν διασχίζει ένα όριο. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η συχνότητα είναι ιδιότητα της πηγής του κύματος, όχι το μέσο που ταξιδεύει.
Παράδειγμα
Φανταστείτε ένα ελαφρύ κύμα που ταξιδεύει από τον αέρα σε νερό.
* ταχύτητα: Το φως ταξιδεύει πιο αργά στο νερό από ό, τι στον αέρα, έτσι η ταχύτητά του μειώνεται.
* μήκος κύματος: Επειδή η ταχύτητα μειώνεται, το μήκος κύματος του φωτός κύματος γίνεται επίσης μικρότερο.
* Συχνότητα: Η συχνότητα του φωτεινού κύματος παραμένει η ίδια.
Σημαντικές σημειώσεις
* Γωνία επίπτωσης: Η γωνία με την οποία το κύμα πλήττει το όριο επηρεάζει επίσης τον τρόπο με τον οποίο διαθλάται.
* Αντανάκλαση: Ορισμένες από τις ενέργειας κύματος μπορεί να αντικατοπτρίζονται πίσω στο αρχικό μέσο αντί να μεταδίδονται.
* Συνολική εσωτερική αντανάκλαση: Εάν η γωνία πρόσπτωσης είναι αρκετά μεγάλη και η ταχύτητα του φωτός είναι πιο αργή στο δεύτερο μέσο, όλο το φως μπορεί να αντανακλάται πίσω στο πρώτο μέσο. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται συνολική εσωτερική αντανάκλαση.
Επιτρέψτε μου να ξέρω αν θέλετε μια πιο λεπτομερή εξήγηση για οποιαδήποτε από αυτές τις έννοιες!
