Отражение и передача

Физика > Отражение и передача

 

При перемене среды волна часто проходит сквозь частичную передачу и отражение.

Задача обучения

  • Отличать передачу и отражение.

Основные пункты

  • Отражение – волновое явление, изменяющее направление волнового фронта на границе раздела между двумя различными средами, поэтому возвращается в ту, где появилось.
  • На границе волна обязана быть непрерывной и без перегибов.
  • Прибавляя условия, мы можем разрешить волновое уравнение и вывести вид волны. Коэффициенты отражения и передачи отображаются соотношением отраженных/переданных амплитуд и входящей амплитуды.

Термин

  • Граничное условие – набор ограничений на границах, применяемых для выполнения дифференциального уравнения.

Если среда меняется, то волна может пройти через частичную передачу или отражение на черте раздела. Отражение – изменение направления волнового фронта на границе раздела между двумя различными средами, поэтому возвращается в ту, где появилось. Передача допускает проход волны с поглощением падающей. Часто эти два явления осуществляются одновременно.

Волна проходит сквозь частичные передачу и отражение, если среда внезапно изменилась

Давайте взглянем на длинную струну, соединенную двумя подструнами с разной плотностью (μ1, μ2). Если струной управляют внешние силы, то мы видим частичные отражение и передачу. Для таких случаев можно использовать уравнения:

Две струны с разной плотностью объединены и управляются внешней движущей силой

yinc = A cos(k1x − ωt)

yref = B cos(k1x + ωt)

ytrans = C cos(k2x − ωt)

k1 и k2 определяются скоростью волны в каждой среде. Настроим наши координаты так, чтобы соединение двух подструн располагалось в точке x = 0. В пробном решении мы предполагали, что падающая и проходящая волны перемещаются вправо, а отраженные – влево. Поэтому знак «+» выбирается до ωt в отраженной волне. На левой стороне перехода:

yl = yinc + yref = A cos (k1x - ωt).

Справа:

yr = ytrans = C cos (k2x - ωt).

Создадим дополнительное ограничение на волны, применив «граничные условия» при х = 0. На границе волна должна быть непрерывной и без изломов. Выходит:

Из первого уравнения получаем A + B = C. Из второго – A - B = (k2/k1) C.

Далее выводим:

Мы можем определить коэффициенты передачи (t) и отражения (r) как


Раздел Физика

Введение
Закон Гука
Периодическое движение
Демпфированные и управляемые колебания
Волны
Поведение и взаимодействие волн
Волны на струнах

Космос | Лунный календарь | Знаки Зодиака | Натальная карта | Сонник | Телескопы
V-kosmose.com, 2014-2017 гг. Все права защищены.