brydning af lyd
efter at have læst dette afsnit vil du være i stand til at gøre følgende:
- Definer lydbrydning og hvorfor det forekommer.
- Beskriv, hvad der sker, når en lydbølge når den kritiske vinkel.
Klik her for at køre et JavaScript-program til Snells lov.
spørgsmål
- Hvad sker der med lyd, der rejser i et materiale, når det kommer ind i et andet materiale i en vinkel, der er normal til overfladen mellem de to materialer (90 grader til overfladen)?
- Hvad sker der med lyd, der rejser i et materiale, når det kommer ind i et andet materiale i en anden vinkel end normalt til overfladen mellem de to materialer?
- Hvad sker der med lyden, når indfaldsvinklen nærmer sig at være parallel med overfladen?
lyd rejser mellem materialer
Husk, at lyden bevæger sig hurtigere i nogle materialer end andre. Lydbølger bevæger sig udad i lige linjer fra deres kilde, indtil noget forstyrrer deres vej. Når lyden ændrer medier (træder et andet materiale) i en anden vinkel, at 90 grader, er det bøjet fra sin oprindelige retning. Denne ændring i retningsvinkel kaldes brydning. På grund af vinklen kommer en del af bølgen først ind i det nye medium og ændrer hastigheden. Forskellen i hastigheder får bølgen til at bøje. Lydhastigheden i hvert materiale bestemmes af materialegenskaberne (elastisk modul og densitet) for det pågældende materiale.
i animationen nedenfor vises en række planbølger, der bevæger sig i et materiale og indtaster et andet materiale, der har en højere akustisk hastighed. Derfor, når bølgen støder på grænsefladen mellem disse to materialer, bevæger den del af bølgen i det andet materiale sig hurtigere end den del af bølgen i det første materiale. Det kan ses, at dette får bølgen til at bøje.
brydningsvinklen afhænger af den vinkel, som bølgerne har, når den kommer ind i det nye medium og Bølgernes hastigheder i de to materialer. Snells lov beskriver forholdet mellem vinklerne og Bølgernes hastigheder. Snells lov svarer til forholdet mellem materialehastigheder V1 og V2 til forholdet mellem hændelsens sinus (1.kvartal) og refrakterede (2. kvartal) vinkler, som vist i appletten ovenfor og i den følgende ligning.
 |
hvor: VL1 er den langsgående bølgehastighed i materiale 1. VL2 er den langsgående bølgehastighed i materiale 2. |
det skal bemærkes, at kun en del af lyden kommer ind i det andet medium. En del af lyden reflekteres også tilbage i det første medium. Den vinkel, som den indfaldende bølge gør med en linje normal til grænsefladen, er lig med den vinkel, som den reflekterede bølge gør til den samme normale linje. Det skal også bemærkes, at når vinklen på den indfaldende bølge når en stor nok vinkel, kommer lydbølgen ikke længere ind i det andet materiale, men i stedet løber bølgen langs grænsefladen mellem de to materialer. Den vinkel, hvor dette sker, kaldes den kritiske vinkel.