Волновое поведение

Волновое поведение

Когда волны сталкиваются с новыми средами, барьерами или другими волнами, они могут вести себя по-разному. В физике это поведение описывается с помощью некоторых из приведенных ниже терминов.

Отражение

Слово «отражение» используется в повседневной жизни для описания того, что мы видим в зеркале или на поверхности воды. В физике отражение - это когда волна встречает новую среду, которая действует как барьер, заставляя волну вернуться в исходную среду. Волна 'отражается' от преграды на угол который падает под углом, под которым волна падает на преграду (см. ниже).



Преломление

Преломление волны происходит, когда волна меняет направление при переходе из одной среды в другую. Наряду с изменением направления преломление также вызывает изменение длины волны и скорости волны. Величина изменения волны из-за преломления зависит от показателя преломления среды.



Одним из примеров преломления является призма. Когда белый свет попадает в призму, световые волны разных длин преломляются. Световые волны разной длины преломляются по-разному, и свет разделяется на спектр цветов.

Дифракция

Дифракция возникает, когда волна остается в той же среде, но огибает препятствие. Это может произойти, когда волна встречает на своем пути небольшой объект или когда волна проталкивается через небольшое отверстие. Пример дифракции - когда волна на воде ударяется о лодку и огибает лодку. Волны за лодкой меняются или дифрагируют.


Пример дифрагированной волны
проходя через небольшое отверстие.
Поляризация

Поляризация - это когда волна колеблется в одном определенном направлении. Световые волны часто поляризуется с помощью поляризационного фильтра. Поляризоваться могут только поперечные волны. Продольные волны, такие как звук, нельзя поляризовать, потому что они всегда движутся в одном направлении с волной.



На этом изображении неполяризованная световая волна проходит через фильтр, а затем поляризуется в одной плоскости.

Абсорбция

Поглощение - это когда волна входит в контакт со средой и заставляет молекулы среды вибрировать и двигаться. Эта вибрация поглощает или забирает часть энергии от волны, и меньше энергии отражается.

Одним из примеров поглощения является черный тротуар, который поглощает энергию света. Черный мостовой становится горячим из-за поглощения световых волн, и мало света отражается, отчего тротуар кажется черным. Белая полоса, нарисованная на асфальте, будет отражать больше света и меньше поглощать. В результате белая полоса будет менее горячей.

Вмешательство

Когда одна волна соприкасается с другой волной, это называется интерференцией. Когда волны встречаются, результирующая волна будет иметь амплитуду, равную сумме двух мешающих волн.



В зависимости от фазы волн интерференция может быть конструктивной или деструктивной. Если результирующая волна имеет более высокую амплитуду, чем мешающие волны, это конструктивная интерференция. Если он имеет меньшую амплитуду, это называется деструктивной интерференцией.