Bølgetransmission -- Reflektion og brydning

Instruktion:

  1. Vinduet er delt ind i to regioner (top og bund).
  1. Klik og træk med musen i den sorte halvcirkel nær toppen for at ændre indfaldsvinklen.
  2. Du kan ændre forholdet mellem brydningsindeks (husk enter!) for disse to medier (n2/n1).
  3. Klik på 'Faster/Slower' for at ændre bølgehastigheden.
  4. Stop/fortsæt animationen:
    1. Animationen stopper, når du venstreklikker med musen, og fortsætter når du slipper.
    2. Hvis du højreklikker med musen, stopper animationen også, men den fortsætter igen ved endnu et højreklik.
    3. Hvad sker der så, hvis Jeg først højreklikker og derefter venstrekliker? Prøv det!
* For lydbølger der rammer vandoverfladen:
Hvis indfaldsvinklen er større end den kritiske vinkel (omkring 13 grader),
så reflekteres lydbølgen fuldstændigt. Ingen lyd vil blive transmitteret.

Når et lysbundt rammer den plane overflade af et optisk tæt medium i en eller anden vinkel, så "ser" bølgerne en umådelig række af tæt pakkede atomer, som vil sprede dem (ser vi på bølgelængden for synligt lys - d=500nm - så indeholder Jordens atmosfære omkring 106 molekyler i en sådan d3-kubus). Efterhånden som bølgefronten trænger ind, så exciterer den det ene atom efter det andet, og hver af dem emitterer en strøm af fotoner, der kan sammenlignes med en lille halvkugleformet bølge i det pågældende medium. Da bølgelængden er så meget større end afstanden mellem molekylerne, vil småbølgerne følges ad og kun interferere konstruktivt i én retning, hvorved der opstår en veldefineret reflekteret stråle. Småbølgerne afbøjes, når de krydser grænsefladen på grund af ændringen i hastighed. Af tilsvarende grunde, vil de danne en veldefineret brudt stråle.

Forholdet mellem brydningsindeks n2/n1 = v1/ v2, hvor v1 og v2 er bølgehastigheden i medium 1 og 2.

For lys (elektromagnetisk bølge):

Stof Luft Vand Plexiglas Diamant
Brydningsindeks 1.00029 1.333 1.51 2.417

For lydbølger:

Materiale Luft Vanddamp Ferskvand Havvand Aluminium
Lydhastighed (m/s) 331 401 1493 1513 5104

Your suggestions are highly appreciated! Please click hwang@phy03.phy.ntnu.edu.tw

Author: Fu-Kwun Hwang, Dept. of physics, National Taiwan Normal University 
Thanks to Surendranath Reddy.B  for his valuable suggestions.
Last modified: