Συμπεριφορά κυμάτων

Συμπεριφορά κυμάτων

Όταν τα κύματα συναντούν νέα μέσα, εμπόδια ή άλλα κύματα μπορούν να συμπεριφέρονται με διαφορετικούς τρόπους. Στη φυσική αυτές οι συμπεριφορές περιγράφονται χρησιμοποιώντας μερικούς από τους παρακάτω όρους.

Αντανάκλαση

Η λέξη «αντανάκλαση» χρησιμοποιείται στην καθημερινή ζωή για να περιγράψει αυτό που βλέπουμε σε έναν καθρέφτη ή στην επιφάνεια του νερού. Στη φυσική, μια αντανάκλαση είναι όταν ένα κύμα συναντά ένα νέο μέσο που λειτουργεί ως φράγμα, προκαλώντας το κύμα να επιστρέψει στο αρχικό μέσο. Το κύμα «αντανακλά» από το φράγμα σε ένα γωνία αυτό συμβαίνει στη γωνία του κύματος που χτυπά το φράγμα (βλ. παρακάτω).



Διάθλαση

Η διάθλαση ενός κύματος συμβαίνει όταν ένα κύμα αλλάζει κατεύθυνση κατά τη μετάβαση από το ένα μέσο στο άλλο. Μαζί με την αλλαγή κατεύθυνσης, η διάθλαση προκαλεί επίσης αλλαγή στο μήκος κύματος και την ταχύτητα του κύματος. Το ποσό της μεταβολής στο κύμα λόγω της διάθλασης εξαρτάται από τον δείκτη διάθλασης των μέσων.



Ένα παράδειγμα διάθλασης είναι ένα πρίσμα. Όταν το λευκό φως εισέρχεται στο πρίσμα, τα διαφορετικά μήκη κύματος του φωτός διαθλάται. Τα διαφορετικά μήκη κύματος του φωτός κάθε ένα διαθλάται διαφορετικά και το φως χωρίζεται σε ένα φάσμα χρωμάτων.

Περίθλαση

Η περίθλαση εμφανίζεται όταν ένα κύμα παραμένει στο ίδιο μέσο, ​​αλλά κάμπτει γύρω από ένα εμπόδιο. Αυτό μπορεί να συμβεί όταν το κύμα συναντά ένα μικρό αντικείμενο στη διαδρομή του ή όταν το κύμα ωθείται μέσω ενός μικρού ανοίγματος. Ένα παράδειγμα περίθλασης είναι όταν ένα κύμα νερού χτυπά μια βάρκα και κάμπτει γύρω από το σκάφος. Τα κύματα μετά το σκάφος αλλάζουν ή διαθλάνονται.


Ένα παράδειγμα διαθλασμένου κύματος
περνώντας από ένα μικρό άνοιγμα.
Πόλωση

Η πόλωση είναι όταν ένα κύμα κυμαίνεται σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση. Τα κύματα φωτός συχνά πολώνονται χρησιμοποιώντας ένα φίλτρο πόλωσης. Μόνο εγκάρσια κύματα μπορούν να πολωθούν. Τα διαμήκη κύματα, όπως ο ήχος, δεν μπορούν να πολωθούν επειδή ταξιδεύουν πάντα στην ίδια κατεύθυνση του κύματος.



Σε αυτήν την εικόνα το μη πολωμένο κύμα φωτός ταξιδεύει μέσα από το φίλτρο και μετά πολώνεται κατά μήκος ενός μόνο επιπέδου.

Απορρόφηση

Η απορρόφηση είναι όταν ένα κύμα έρχεται σε επαφή με ένα μέσο και προκαλεί τα μόρια του μέσου να δονείται και να κινείται. Αυτή η δόνηση απορροφά ή αφαιρεί μέρος της ενέργειας μακριά από το κύμα και λιγότερη ενέργεια αντανακλάται.

Ένα παράδειγμα απορρόφησης είναι το μαύρο πεζοδρόμιο που απορροφά ενέργεια από το φως. Το μαύρο πεζοδρόμιο γίνεται ζεστό από την απορρόφηση των κυμάτων φωτός και λίγο από το φως αντανακλάται κάνοντας το πεζοδρόμιο να φαίνεται μαύρο. Μια λευκή λωρίδα βαμμένη στο πεζοδρόμιο θα αντανακλά περισσότερο από το φως και θα απορροφά λιγότερο. Ως αποτέλεσμα, η λευκή λωρίδα θα είναι λιγότερο ζεστή.

Παρέμβαση

Όταν ένα κύμα έρχεται σε επαφή με ένα άλλο κύμα αυτό ονομάζεται παρεμβολή. Όταν τα κύματα συναντούν το προκύπτον κύμα θα έχει το πλάτος του αθροίσματος των δύο παρεμβαλλόμενων κυμάτων.



Ανάλογα με τη φάση των κυμάτων, η παρεμβολή μπορεί να είναι εποικοδομητική ή καταστροφική. Εάν το προκύπτον κύμα έχει μεγαλύτερο πλάτος από τα παρεμβαλλόμενα κύματα, αυτό είναι εποικοδομητική παρέμβαση. Εάν έχει μικρότερο πλάτος, αυτό ονομάζεται καταστροφική παρέμβαση.