a hang refrakciója
e szakasz elolvasása után a következőket teheti:
- határozza meg a hang refrakcióját és miért fordul elő.
- írja le, mi történik, amikor egy hanghullám eléri a kritikus szöget.
kattintson ide a Snells törvény JavaScript alkalmazásának futtatásához.
kérdések
- mi történik az egyik anyagban utazó hanggal, amikor egy másik anyagba kerül a két anyag közötti normál szögben (a felülethez képest 90 fok)?
- mi történik az egyik anyagban utazó hanggal, amikor a két anyag között a normálistól eltérő szögben kerül egy másik anyagba?
- mi történik a hanggal, amikor a beesési szög megközelíti a felszínt?
anyagok között haladó hang
ne feledje, hogy egyes anyagokban a hang gyorsabban halad, mint másokban. A hanghullámok egyenes vonalakban haladnak kifelé a forrásuktól, amíg valami nem zavarja az útjukat. Amikor a hang megváltoztatja a médiumokat (más anyagba lép) 90 fokos szögben, akkor az eredeti irányától meghajlik. Ezt az irányszög változását refrakciónak nevezzük. A szög miatt a hullám egy része először belép az új közegbe, és megváltoztatja a sebességet. A sebességkülönbség miatt a hullám meghajlik. A hangsebességet minden anyagban az anyag tulajdonságai (rugalmassági modulus és sűrűség) határozzák meg.
az alábbi animációban síkhullámok sorozata látható, amelyek egy anyagban haladnak, és egy második anyagba lépnek be, amelynek nagyobb akusztikus sebessége van. Ezért, amikor a hullám találkozik a két anyag közötti interfésszel, a hullám része a második anyagban gyorsabban mozog, mint a hullám része az első anyagban. Látható, hogy ez a hullám hajlítását okozza.
a fénytörés szöge attól függ, hogy a hullámok milyen szöget zárnak be, amikor belépnek az új közegbe, valamint a hullámok sebességétől a két anyagban. Snell törvénye leírja a szögek és a hullámok sebessége közötti kapcsolatot. Snell törvénye egyenlővé teszi a V1 és V2 anyagsebességek arányát a beeső (Q1) és a megtört (Q2) szögek szinuszának arányával, amint azt a fenti kisalkalmazás és a következő egyenlet mutatja.
 |
ahol: VL1 az 1 Anyag hosszanti hullámsebessége. VL2 a hosszirányú hullámsebesség a 2 anyagban. |
meg kell jegyezni, hogy a hangnak csak egy része lép be a második közegbe. A hang egy része visszaverődik az első közegbe is. Az a szög, amelyet a beeső hullám az interfészhez normál vonallal készít, megegyezik azzal a szöggel, amelyet a visszavert hullám ugyanahhoz a normál vonalhoz vezet. Azt is meg kell jegyezni, hogy amikor a beeső hullám szöge elég nagy szöget ér el, a hanghullám már nem lép be a második anyagba, hanem a hullám a két anyag közötti interfész mentén fut. Azt a szöget, ahol ez bekövetkezik, kritikus szögnek nevezzük.