Lorsque les ondes rencontrent de nouveaux médiums, barrières ou autres ondes, elles peuvent se comporter de différentes manières.
La caractéristique d'une onde frappant un milieu différent et rebondie, totalement ou partiellement, est appelée réflexion. Une impulsion d'onde peut être réfléchie de deux manières différentes.
Si l'onde frappe le milieu à un angle, l'onde sera réfléchie sous un angle, c'est ce qu'on appelle la loi de réflexion.
Selon la loi de réflexion, l'angle d'incidence à la normale est égal à l'angle de réflexion à la normale où la normale étant un rayon perpendiculaire à la surface.
Ce type de réflexion est caractéristique d'une onde frappant une surface rugueuse et réfléchie de manière aléatoire dans toutes les directions. Par exemple, le papier réfléchit la lumière dans toutes les directions. Par conséquent, vous pouvez lire sous n'importe quel angle.
La réflexion du son est parfois appelée écho. Le pourcentage de son réfléchi par une surface dépend de la nature de la surface. Par exemple, vous obtenez un taux de réflexion élevé sur une surface rigide et lisse telle que les murs d'un gymnase et une faible réflexion sur une surface douce et irrégulière telle que des murs irréguliers mous dans une salle de cinéma.
L'étude de la réflexion sonore s'appelle l'acoustique.
Les réflexions sonores multiples qui causent le brouillage du son sont appelées réverbérations.
Lorsque deux ou plusieurs ondes occupent le même espace en même temps, on dit qu'elles interfèrent les unes avec les autres. Étant donné que les deux ondes se déplacent, l'interférence ne durera que peu de temps. À quel point les deux vagues continueront inchangées par la rencontre. Pendant cette période de temps où les ondes interfèrent les unes avec les autres, elles peuvent le faire de deux manières distinctes appelées interférences constructives et interférences destructives.
L'interférence constructive entraîne une impulsion d'onde plus grande que l'une ou l'autre des impulsions individuelles, c'est-à-dire qu'elles s'additionnent.
Les interférences destructives produisent une impulsion d'onde plus petite que l'une ou l'autre des impulsions individuelles, c'est-à-dire qu'elles se soustraient l'une à l'autre.
Le principe de superposition peut être appliqué aux ondes chaque fois que deux ou plusieurs ondes traversent le même milieu en même temps. Les vagues se traversent sans être dérangées.
Le déplacement net du milieu en tout point de l'espace ou du temps est simplement la somme des déplacements d'ondes individuels.
Cela est vrai à la fois des ondes et des impulsions.
Lorsque de nombreuses ondes similaires occupent le même milieu, il y a un diagramme d'interférence continu qui se compose à la fois d'interférences constructives et d'interférences déconstructives. Dans des circonstances idéales, une onde stationnaire peut être établie. Une onde stationnaire est exactement comme son nom l'indique une onde qui semble immobile et qui se tient simplement au même endroit.
En réalité, il existe de nombreuses ondes, qui sont toutes en mouvement, mais le motif global causé par l'interférence donne simplement l'apparence d'une onde stationnaire. Il y a deux parties principales à l'onde stationnaire
La réfraction d'une onde se produit lorsqu'une onde change de direction en passant d'un milieu à un autre. Parallèlement au changement de direction, la réfraction entraîne également un changement de la longueur d'onde et de la vitesse de l'onde. La quantité de changement dans l'onde due à la réfraction dépend de l'indice de réfraction des milieux. Un exemple de réfraction est un prisme. Lorsque la lumière blanche pénètre dans le prisme, les différentes longueurs d'onde de la lumière sont réfractées. Les différentes longueurs d'onde de la lumière sont chacune réfractées différemment et la lumière est divisée en un spectre de couleurs.
La réfraction peut se produire dans l'une des circonstances suivantes
Réfraction de la lumière passant de l'air au verre
Le rayon de lumière pénétrant dans le verre est appelé rayon incident.
Le rayon qui se déplace dans le verre est appelé rayon réfracté.
L'angle entre le rayon incident et la normale est appelé l' angle d'incidence.
L'angle entre le rayon réfracté et la normale est appelé l' angle de réfraction.
Le rayon incident frappe le verre sous un angle et le rayon réfracté est courbé «vers la normale». Puisque le rayon lumineux se courbe vers la normale lorsqu'il passe de l'air au verre (du moins dense au plus dense), l'angle d'incidence est supérieur à l'angle de réfraction. Lorsque la lumière quitte le verre, le rayon est dévié «loin de la normale». Dans ce cas, l'angle de réfraction est supérieur à l'angle d'incidence (du plus dense au moins dense).
Lorsque l'onde passe d'un milieu moins dense à un milieu plus dense, l'angle d'incidence est supérieur à l'angle de réfraction.
Lorsque l'onde passe d'un milieu plus dense à un milieu moins dense, l'angle de réfraction est supérieur à l'angle d'incidence.
Un prisme utilise la réfraction pour séparer les différentes couleurs de la lumière composant le spectre visible. Cela se produit parce que toutes les couleurs qui composent la lumière blanche ne se déplacent pas à la même vitesse dans le verre, ce qui fait que chaque couleur plie des quantités différentes.
Cette séparation des couleurs est appelée dispersion. Les arcs-en-ciel fonctionnent parce que les gouttes d'eau agissent comme de minuscules prismes.
Vous pouvez généralement entendre une sirène bien avant de voir un véhicule d'urgence, car le son peut se courber dans les virages. Cette caractéristique de la flexion autour d'un coin n'est pas une caractéristique uniquement pour le son mais pour toutes les ondes en général et est connue sous le nom de diffraction des ondes.
La diffraction est la flexion des ondes autour d'une barrière.
Lorsqu'un front d'onde droit heurte une barrière, la composante de l'onde qui est autorisée à passer à travers la barrière se plie alors et apparaît comme une onde circulaire.
La quantité de flexion dépend principalement de la largeur de l'ouverture. La flexion maximale se produit lorsque la largeur de l'ouverture est d'environ une longueur d'onde.
La polarisation se produit lorsqu'une onde oscille dans une direction particulière. Les ondes lumineuses sont souvent polarisées à l'aide d'un filtre polarisant. Seules les ondes transversales peuvent être polarisées. Les ondes longitudinales, telles que les ondes sonores, ne peuvent pas être polarisées car elles se déplacent toujours dans la même direction de l'onde.
L'absorption se produit lorsqu'une onde entre en contact avec un milieu et fait vibrer et bouger les molécules du milieu. Cette vibration absorbe ou éloigne une partie de l'énergie de l'onde et moins d'énergie est réfléchie.
Un exemple d'absorption est la chaussée noire qui absorbe l'énergie de la lumière. Le pavé noir devient chaud en absorbant les ondes lumineuses et peu de lumière est réfléchie, ce qui rend le pavé noir. Une bande blanche peinte sur le trottoir réfléchira davantage la lumière et en absorbera moins. En conséquence, la bande blanche sera moins chaude.
