Refracția sunetului

refracția sunetului

după ce ați citit această secțiune, veți putea face următoarele:

• definiți refracția sunetului și de ce apare.
• descrieți ce se întâmplă atunci când o undă sonoră atinge unghiul critic.

Click aici pentru a rula o aplicație JavaScript pentru Legea Snells.

întrebări

1. ce se întâmplă cu sunetul care călătorește într-un material atunci când intră într-un alt material la un unghi normal față de suprafață între cele două materiale (90 de grade față de suprafață)?
2. ce se întâmplă cu sunetul care călătorește într-un material atunci când intră într-un alt material la un alt unghi decât cel normal față de suprafața dintre cele două materiale?
3. ce se întâmplă cu sunetul pe măsură ce unghiul incidentului se apropie fiind paralel cu suprafața?

sunetul călătorind între materiale

amintiți-vă că sunetul călătorește mai repede în unele materiale decât în altele. Undele sonore călătoresc spre exterior în linii drepte de la sursa lor până când ceva interferează cu calea lor. Când sunetul schimbă mediile (intră într-un material diferit) la un unghi altul decât 90 de grade, acesta este îndoit din direcția inițială. Această schimbare a unghiului de direcție se numește refracție. Din cauza unghiului, o parte a undei intră mai întâi în noul mediu și schimbă viteza. Diferența de viteză determină îndoirea valului. Viteza sunetului în fiecare material este determinată de proprietățile materialului (modulul elastic și densitatea) pentru acel material.

în animația de mai jos, sunt prezentate o serie de unde plane care călătoresc într-un singur material și intră într-un al doilea material care are o viteză acustică mai mare. Prin urmare, atunci când unda întâlnește interfața dintre aceste două materiale, porțiunea undei din al doilea material se mișcă mai repede decât porțiunea undei din primul material. Se poate observa că acest lucru face ca valul să se îndoaie.

unghiul de refracție depinde de unghiul pe care îl are undele atunci când intră în noul mediu și de vitezele undelor din cele două materiale. Legea lui Snell descrie relația dintre unghiuri și vitezele valurilor. Legea lui Snell echivalează raportul vitezelor materiale V1 și V2 cu raportul sinusului unghiurilor incidente (Q1) și refractate (Q2), așa cum se arată în appletul de mai sus și în ecuația următoare.

unde: VL1 este viteza longitudinală a undei în Materialul 1. VL2 este viteza longitudinală a undei în materialul 2.

trebuie remarcat faptul că doar o parte din sunet intră în al doilea mediu. O parte din sunet este, de asemenea, reflectată înapoi în primul mediu. Unghiul pe care unda incidentă îl face cu o linie normală față de interfață este egal cu unghiul pe care unda reflectată îl face față aceleiași linii normale. De asemenea, trebuie remarcat faptul că atunci când unghiul undei incidente atinge un unghi suficient de mare, unda sonoră nu mai intră în al doilea material, ci în schimb unda rulează de-a lungul interfeței dintre cele două materiale. Unghiul în care se întâmplă acest lucru se numește unghiul critic.