Хвильова поведінка

Хвильова поведінка

Коли хвилі стикаються з новими середовищами, бар'єрами або іншими хвилями, вони можуть поводитися по-різному. У фізиці ці способи поведінки описуються з використанням деяких термінів нижче.

Роздум

Слово «відображення» використовується в повсякденному житті для опису того, що ми бачимо в дзеркалі або на поверхні води. У фізиці відбиття - це коли хвиля стикається з новим середовищем, яке діє як бар'єр, змушуючи хвилю повертатися до вихідного середовища. Хвиля 'відбивається' від бар'єру на кут що падає на кут хвилі, що потрапляє на бар'єр (див. нижче).



Заломлення

Заломлення хвилі відбувається, коли хвиля змінює напрямок при переході від одного середовища до іншого. Поряд зі зміною напрямку, заломлення також спричиняє зміну довжини хвилі та швидкості хвилі. Величина зміни хвилі внаслідок заломлення залежить від показника заломлення середовищ.



Одним із прикладів заломлення є призма. Коли біле світло потрапляє в призму, різні довжини хвиль світла заломлюються. Різні довжини хвиль світла заломлюються по-різному, і світло розбивається на спектр кольорів.

Дифракція

Дифракція відбувається, коли хвиля залишається в тому ж середовищі, але нахиляється навколо перешкоди. Це може статися, коли хвиля стикається з невеликим об'єктом на своєму шляху або коли хвиля просувається через невеликий отвір. Прикладом дифракції є випадки, коли водна хвиля вдаряється про човен і нахиляється навколо човна. Хвилі після човна змінюються або розсіюються.


Приклад дифракційної хвилі
проходячи через невеликий отвір.
Поляризація

Поляризація - це коли хвиля коливається в одному конкретному напрямку. Світлові хвилі часто поляризуються за допомогою поляризаційного фільтра. Поляризувати можна лише поперечні хвилі. Поздовжні хвилі, такі як звук, не можна поляризувати, оскільки вони завжди рухаються в одному напрямку хвилі.



На цій картині неполяризована світлова хвиля проходить крізь фільтр, а потім поляризується вздовж однієї площини.

Поглинання

Поглинання - це коли хвиля стикається із середовищем і змушує молекули середовища вібрувати і рухатися. Ця вібрація поглинає або забирає частину енергії від хвилі, і менше енергії відбивається.

Одним із прикладів поглинання є чорна бруківка, яка поглинає енергію від світла. Чорна бруківка стає гарячою від поглинання світлових хвиль, і мало світла відбивається, завдяки чому тротуар здається чорним. Біла смуга, намальована на тротуарі, буде відбивати більше світла і менше поглинати. В результаті біла смуга буде менш гарячою.

Втручання

Коли одна хвиля контактує з іншою, це називається інтерференцією. Коли хвилі зустрінуться, результуюча хвиля матиме амплітуду суми двох заважаючих хвиль.



Залежно від фази хвиль перешкоди можуть бути конструктивними або руйнівними. Якщо результуюча хвиля має більшу амплітуду, ніж заважаючі хвилі, це конструктивна інтерференція. Якщо вона має меншу амплітуду, це називається руйнівними перешкодами.