소리의 굴절
이 섹션을 읽고 나면 다음을 수행 할 수 있습니다:
- 소리 굴절과 그것이 발생하는 이유를 정의하십시오.
- 음파가 임계각에 도달할 때 발생하는 현상을 설명한다.
스넬스 법에 대한 자바 스크립트 응용 프로그램을 실행하려면 여기를 클릭하십시오.
질문
- 두 재료 사이의 표면에 정상적인 각도로 다른 재료(표면에 90 도)로 들어가면 어떤 소리가 납니까?
- 한 재료가 두 재료 사이의 표면에 정상 이외의 각도로 다른 재료로 들어가면 소리가 어떻게됩니까?
- 입사각이 표면과 평행하게 접근함에 따라 소리는 어떻게 됩니까?
재료 사이의 소리 이동
소리는 다른 재료보다 일부 재료에서 더 빨리 이동한다는 것을 기억하십시오. 음파는 무언가가 자신의 경로를 방해 할 때까지 소스에서 직선으로 바깥쪽으로 이동합니다. 소리가 90 도 다른 각도로 매체를 변경(다른 재료를 입력)할 때,그것은 원래의 방향에서 구부러져있다. 이 방향 각도의 변화를 굴절이라고합니다. 각 때문에,파의 부분은 새로운 매체에 첫째로 들어가고 속도를 바꿉니다. 속도의 차이로 인해 파도가 구부러집니다. 각 재료의 소리 속도는 해당 재료의 재료 특성(탄성 계수 및 밀도)에 의해 결정됩니다.
아래의 애니메이션에서는 일련의 평면 파가 하나의 재료로 이동하고 더 높은 음향 속도를 갖는 두 번째 재료로 들어가는 것을 보여줍니다. 따라서,웨이브가 이 두 재료 사이의 계면을 마주할 때,제 2 재료에서의 웨이브의 부분은 제 1 재료에서의 웨이브의 부분보다 더 빠르게 이동한다. 이것은 파가 구부리는 원인이 된다는 것을 보일 수 있습니다.
굴절 각도는 파동이 새로운 매체에 들어갈 때의 각도와 두 재료의 파동 속도에 따라 달라집니다. 스넬의 법칙은 각도와 파도의 속도 사이의 관계를 설명합니다. 스넬의 법칙은 재료 속도의 비율을 동일시합니다.
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여기서: 재료 1 의 종파 속도입니다. 비 2 는 재료 2 의 종파 속도입니다. |
소리의 일부만이 두 번째 매체에 들어간다는 점에 유의해야합니다. 소리의 일부는 또한 첫 번째 매체에 다시 반영됩니다. 입사 파가 인터페이스에 정상 선으로 만드는 각도는 반사 파가 동일한 정상 선을 만드는 각도와 같습니다. 또한 입사 파의 각도가 충분히 큰 각도에 도달하면 음파가 더 이상 두 번째 재료에 들어 가지 않고 대신 두 재료 사이의 인터페이스를 따라 파동이 실행된다는 점에 유의해야합니다. 이 발생 각도를 임계 각도라고합니다.