REFRAKSJON AV LYD
etter å ha lest denne delen vil du kunne gjøre følgende:
- Definer lydbrytning og hvorfor det oppstår.
- Beskriv hva som skjer når en lydbølge når den kritiske vinkelen.
Klikk her for å kjøre Et JavaScript-program For Snells Law.
Spørsmål
- Hva skjer med lyd som reiser i ett materiale når det kommer inn i et annet materiale i en vinkel som er normal til overflaten mellom de to materialene (90 grader til overflaten)?
- Hva skjer med lyd som beveger seg i ett materiale når det kommer inn i et annet materiale i en annen vinkel enn normalt til overflaten mellom de to materialene?
- Hva skjer med lyden når hendelsesvinkelen nærmer seg å være parallell med overflaten?
Lyd reiser mellom materialer
Husk at lyden reiser raskere i noen materialer enn andre. Lydbølger reiser utover i rette linjer fra kilden til noe forstyrrer deres vei. Når lyd endrer medier (går inn i et annet materiale) i en annen vinkel enn 90 grader, bøyes den fra sin opprinnelige retning. Denne endringen i retningsvinkelen kalles brytning. På grunn av vinkelen går en del av bølgen først inn i det nye mediet og endrer hastigheten. Forskjellen i hastigheter fører til at bølgen bøyer seg. Lydens hastighet i hvert materiale bestemmes av materialegenskapene (elastisk modul og tetthet) for det materialet.
i animasjonen nedenfor vises en serie planbølger som beveger seg i ett materiale og går inn i et annet materiale som har høyere akustisk hastighet. Derfor, når bølgen møter grensesnittet mellom disse to materialene, beveger delen av bølgen i det andre materialet seg raskere enn delen av bølgen i det første materialet. Det kan ses at dette får bølgen til å bøye seg.
brytningsvinkelen avhenger av vinkelen som bølgene har når den kommer inn i det nye mediet og bølgens hastigheter i de to materialene. Snells Lov beskriver forholdet mellom vinklene og hastighetene til bølgene. Snells lov tilsvarer forholdet mellom materialhastigheter V1 Og V2 til forholdet mellom sinus av hendelsen (Q1) og brytes (Q2) vinkler, som vist i applet ovenfor og i følgende ligning.
 |
Hvor: VL1 er den langsgående bølgehastigheten i materiale 1. VL2 er den langsgående bølgehastigheten i materiale 2. |
Det skal bemerkes at bare en del av lyden kommer inn i det andre mediet. En del av lyden reflekteres også tilbake til det første mediet. Vinkelen som hendelsesbølgen gjør med en linje som er normal til grensesnittet, er lik vinkelen som den reflekterte bølgen gjør til samme normale linje. Det skal også bemerkes at når vinkelen til hendelsesbølgen når en stor nok vinkel, går lydbølgen ikke lenger inn i det andre materialet, men i stedet går bølgen langs grensesnittet mellom de to materialene. Vinkelen der dette skjer kalles den kritiske vinkelen.