Böljande fenomen

Reflektionen av ljus är ett böljande fenomen som gör att vi kan se bilden av en tydligt reflekterad byggnad i den andras glaspaneler

Vad är böljande fenomen?

De böljande fenomen De äger rum när vågorna sprids i ett medium och hittar andra vågor, med förändringar i mitten, gränser, luckor och hinder i allmänhet. Detta orsakar förändringar av vågens form och deras förskjutning.

Vågor transporterar energi, ingen roll. Om vi ​​ser bra ut, när en sten kastas in i ett damm, som sprider sig i vattnet är störningen, eftersom fluidmolekylerna kort rör sig från dess jämviktsläge och återgår till den så snart störningen rör sig bort.

Eftersom det inte finns någon transport av materia, kan vi förvänta oss att vågor ska bete sig på olika sätt som föremål skulle göra när de interagerar.

Vågorna lyckas korsa olika medier och till och med uppta samma utrymme samtidigt, något som degpartiklar inte kan göra, åtminstone på en makroskopisk nivå (elektroner har massa och kan uppleva ondulatoriska fenomen).

Bland de huvudsakliga böljande fenomen som vi kan observera i naturen är reflektion, brytning, störningar och diffraktion.

Både ljuset och ljudet, så värdefullt för sinnena, beter sig som vågor och upplever alla dessa fenomen, inom skillnaderna i deras respektive natur.

Till exempel behöver ljuset inte material för att spridas, medan ljudet gör det. Dessutom är ljus en tvärgående våg (störning är vinkelrätt mot den riktning i vilken vågen rör sig), medan ljudet är en longitudinell våg (störning och förskjutning är parallella).

Typer av böljande fenomen

Trots deras olika natur har alla vågor gemensamt följande böljande fenomen:

Reflexion

Reflektion och brytning av ljus. Källa: Wikimedia Commons.

När vågorna reser ibland hittar de gränser som skiljer ett medium från ett annat, till exempel en puls som reser genom ett rep som är fast i ena änden.

När pulsen når slutet av repet återgår den till stor del, men den gör den investerad. Det sägs då att pulsen upplever reflektion, det vill säga det återspeglas i gränsen mellan repet och stödet.

Kan tjäna dig: elektromagnetiska vågor: Maxwell teori, typer, egenskaper

Pulsinvesteringen beror på reaktionen som utövas av stöd på repet, som enligt lag om handling och reaktion har samma riktning och storlek, men annars. Av denna anledning vänds pulsen när han reser tillbaka.

En annan möjlighet är att repet har viss frihet i det extrema ämnet, till exempel är det knuten till en ring som kan glida på en bar. Då kommer pulsen som skickas genom repet inte tillbaka inverterat.

I allmänna termer, när en våg sprider sig och når gränsen som skiljer två olika medel, upplever en riktningsändring. Till den våg som är känd som en infallsvåg, som returnerar är den reflekterade vågen och om en del överförs till det andra mediet, är det känt som en brytad våg.

Ljud är en våg, så upplev reflektion när du talar i ett tomt rum. Ljuset är också en våg och vi kan se den reflekterande i spegeln, på den lugna ytan på ett damm eller i fönstret en skyskrapa.

Refraktion

Pennan verkar böjd på grund av brytningen som ljuset lider när det går från ett medium till ett annat. Källa: Wikimedia Commons.

Fenomenet brytning inträffar när en våg passerar från ett medium till en annan, till exempel från luft till vatten. En del av vågen överförs till det andra mediet: den brytade vågen.

När du försöker ta ett objekt som är nedsänkt längst ner i en fontän eller en hink är det mycket troligt att det inte når det, även om handen är riktad där objektet är. Och det beror på att ljusstrålarna har ändrat sin riktning när de passerade från luften till vattnet, det vill säga de upplevde brytning.

Dessutom varierar hastigheten med vilken vågorna rör sig beroende på mediet. I ett vakuum rör sig ljusvågor med konstant hastighet C = 300.000 km/s, men i vattnet minskar hastigheten upp till (3/4) c och ännu mer glas: a (2/3) c.

Ljushastigheten i ett medium beror på brytningsindexet för detta, definierat som orsaken mellan C och hastigheten och att ljuset har i mitten:

N = c/v

Fenomenet är analogt med en leksaksvagn som rullar på ett hårt golv av keramik eller trä som dras och plötsligt rullas på en matta. Inte bara ändrar din adress, utan minskar också din hastighet.

Kan tjäna dig: vad är de härledda storleken?

Absorption

Radiovågor kommer att absorberas när det skiljer sig från utsläppscentret.

Om vågen möter ett annat medium kan det hända att det ger all energi som den transporterar och dess amplitud är noll. Det sägs då att vågen absorberades.

Interferens

Ljudvågor kan leva tillsammans, men en kommer att överlagras på den andra. Detta händer när vi pratar i telefon, men det finns en fotbollsmatch på TV i bakgrunden.

Två föremål delar inte sitt utrymme, men två eller flera vågor har inga problem att vara samtidigt på samma punkt i rymden. Detta beteende är exklusivt för dem.

Det händer varje gång två stenar kastas samtidigt i vattnet, produceras oberoende vågmönster som kan överlappa varandra och ge en resulterande våg.

Amplituden hos den resulterande vågen kan vara större eller mindre än den för vågorna som stör, eller helt enkelt kan avbrytas med varandra. De är uppfyllda Superpositionsprincip.

För vågor fastställer superpositionsprincipen att den resulterande vågen är lika med den algebraiska summan av de störande vågförskjutningarna (de kan vara mer än två).

Om vågorna är i fas, vilket innebär att deras dalar och åsar är inriktade, är det en våg med dubbel amplitud. Detta är känt som konstruktiv inblandning.

Å andra sidan, när en vågs vapen överlappar med en annans dal, motverkar de varandra och amplituden på den resulterande vågen. Denna effekt kallas förstörande inblandning.

Efter interagering fortsätter vågorna sin väg som om ingenting hade hänt.

Diffraktion

Två vågfronter med olika våglängder: Upplev större diffraktion som vars våglängd är jämförbar med öppningen. Källa: f. Zapata.

Detta fenomen är typiskt för vågor; I den avviker vågen och förvränger sig genom att möta ett hinder som arkiveras på vågvägen eller ett gap i mitten. Effekten är betydande när hinderets storlek är jämförbar med våglängden.

Kan tjäna dig: Bernoulli -teorem

Vågorna tar hänsyn till början av Huygens, som konstaterar att varje punkt i mediet beter sig i sin tur som ett fokus som avger vågor. Eftersom ett medium har en oändlig mängd punkter, när vågfronten erhålls.

När den når en öppning av våglängdsstorleken är strålkastarna på vågfronten fixerade för att störa varandra och vågen deformeras.

Diffraktionen av ljudet är lätt att uppskatta, eftersom dess våglängd är jämförbar med den för de föremål som omger oss, istället är ljusets våglängd mycket lägre och följaktligen behöver diffraktionen mycket små hinder.

I följande bild har vi en platt vågfront, som rör sig vertikalt ner för att möta en öppning på en vägg.

Till vänster är längden på den infallande vågen mycket lägre än öppningsstorleken och vågen är knappast deformerar. Å andra sidan, i figuren till höger, är våglängden jämförbar med öppningen och uppkomsten av den, vågkurvorna märkbart.

Exempel på böljande fenomen

-Lyssna på musik och samtal i ett annat rum beror på diffraktionen av ljud när du hittar öppningar som dörrar och fönster. De låga frekvenserna är bättre i detta än de höga, så avlägsna åskor rumblar mycket mer än i närheten, som uppfattas snarare som korta frimärken.

-Mirages beror på att delar av luften har olika brytningsindex på grund av den ojämna tätheten.

Detta gör att himlen och avlägsna föremål verkar reflektera över en icke -existerande flytande yta i öknen eller en het väg. De successiva brytningarna av ljus i de ojämna lagren i atmosfären är de som skapar denna effekt.

Mirage på en väg. Källa: Wikimedia Commons. Brocken Inaglory/CC BY-S (http: // Creativecommons.Org/licenser/BY-SA/3.0/).

-Det är inte möjligt att se objekt mindre än våglängden för ljuset som de är upplysta. Till exempel är virus mindre än synliga våglängder, så de kan inte ses med ett aktuellt mikroskop.

-Brytningen får oss att se i solen strax innan den kommer ut (eller sätter på). Vid den tiden påverkar solens strålar snett atmosfären och förändringen i mitten är ansvarig för att fälla dem och avleda dem.

Det är därför vi kan se Star King innan han verkligen är över horisonten eller fortsätter att se den precis vid horisonten när han faktiskt passerade under.

Den blå linjen är horisonten. Solens verkliga position är under den, men atmosfärisk brytning gör att vi kan se den även när den redan är dold. Källa: Wikimedia Commons.

Referenser

1. Bikos, k. Vad är brytning av ljus? Återhämtat sig från: TiMeAnddate.com.
2. Figueroa, D. 2005. Serie: Physics for Science and Engineering. Volym 7. Vågor och kvantfysik. Redigerad av Douglas Figueroa (USB).
3. Hewitt, Paul. 2012. Konceptuell fysisk vetenskap. Femte. Ed. Pearson.
4. Hyperfysik. REFRAKTION. Återhämtat sig från: hyperfysik.Phy-astrage.Gsu.Edu.
5. Rex, a. 2011. Fysikens grunder. Pearson.
6. Sears, Zemansky. 2016. Universitetsfysik med modern fysik. 14th. Ed. Volym 1.
7. Wikipedia. Atmosfärsreffning. Återhämtad från: kyla.Wikipedia.org.