Quando le onde incontrano nuovi mezzi, barriere o altre onde, possono comportarsi in modi diversi.
La caratteristica di un'onda che colpisce un mezzo diverso e viene respinta, totalmente o parzialmente, è chiamata riflessione. Ci sono due modi diversi in cui un impulso d'onda può essere riflesso.
Se l'onda colpisce il mezzo in un angolo, l'onda sarà riflessa in un angolo, questo è noto come la legge della riflessione.
Secondo la Legge di Riflessione, l'angolo di incidenza rispetto alla normale è uguale all'angolo di riflessione rispetto alla normale dove la normale è un raggio perpendicolare alla superficie.
Questo tipo di riflessione è caratteristico di un'onda che colpisce una superficie ruvida e viene riflessa in modo casuale in tutte le direzioni. Ad esempio, la carta riflette la luce in tutte le direzioni. Pertanto, puoi leggere da qualsiasi angolazione.
Il riflesso del suono è talvolta indicato come un'eco. La percentuale di suono riflesso da una superficie dipende dalla natura della superficie. Ad esempio, si ottiene un'elevata velocità di riflessione da una superficie rigida e liscia come le pareti di una palestra e una bassa riflessione da una superficie morbida e irregolare come le morbide pareti irregolari di un cinema.
Lo studio della riflessione del suono si chiama acustica.
Riflessioni sonore multiple che rendono il suono confuso sono chiamate riverberi.
Quando due o più onde occupano lo stesso spazio nello stesso momento si dice che interferiscono tra loro. Poiché entrambe le onde si muovono, l'interferenza durerà solo per un breve periodo di tempo. A quel punto le due ondate continueranno immutate dall'incontro. Per quel periodo di tempo in cui le onde interferiscono l'una con l'altra, possono farlo in due modi distinti noti come interferenza costruttiva e interferenza distruttiva.
L'interferenza costruttiva si traduce in un impulso dell'onda che è più grande di entrambi gli impulsi individuali, cioè si sommano.
L'interferenza distruttiva si traduce in un impulso dell'onda che è più piccolo di entrambi gli impulsi individuali, cioè si sottraggono l'uno dall'altro.
Il principio di sovrapposizione può essere applicato alle onde ogni volta che due o più onde viaggiano attraverso lo stesso mezzo allo stesso tempo. Le onde si attraversano senza essere disturbate.
Lo spostamento netto del mezzo in qualsiasi punto nello spazio o nel tempo è semplicemente la somma dei singoli spostamenti delle onde.
Questo vale sia per le onde che per i battiti.
Quando molte onde simili occupano lo stesso mezzo, c'è uno schema di interferenza continuo che consiste sia di interferenza costruttiva che di interferenza decostruttiva. In circostanze ideali, si può stabilire un'onda stazionaria. Un'onda stazionaria è esattamente come suggerisce il nome un'onda che sembra essere immobile ed è semplicemente in piedi in un punto.
In realtà, ci sono molte onde, tutte in movimento, ma lo schema generale causato dall'interferenza dà semplicemente l'apparenza di un'onda stazionaria. Ci sono due parti principali nell'onda stazionaria
La rifrazione di un'onda si verifica quando un'onda cambia direzione spostandosi da un mezzo all'altro. Insieme al cambio di direzione, la rifrazione provoca anche un cambiamento nella lunghezza d'onda e nella velocità dell'onda. La quantità di variazione dell'onda dovuta alla rifrazione dipende dall'indice di rifrazione dei mezzi. Un esempio di rifrazione è un prisma. Quando la luce bianca entra nel prisma, le diverse lunghezze d'onda della luce vengono rifratte. Le diverse lunghezze d'onda della luce vengono rifratte ciascuna in modo diverso e la luce viene suddivisa in uno spettro di colori.
La rifrazione può verificarsi per una delle seguenti circostanze
Rifrazione della luce che passa dall'aria al vetro
Il raggio di luce che entra nel vetro è chiamato raggio incidente.
Il raggio che attraversa il vetro è detto raggio rifratto.
L'angolo tra il raggio incidente e la normale è chiamato angolo di incidenza.
L'angolo tra il raggio rifratto e la normale è chiamato angolo di rifrazione.
Il raggio incidente colpisce il vetro ad angolo e il raggio rifratto è piegato “verso la normale”. Poiché il raggio di luce si piega verso la normale mentre passa dall'aria al vetro (da meno denso a più denso), l'angolo di incidenza è maggiore dell'angolo di rifrazione. Quando la luce lascia il vetro, il raggio viene deviato "lontano dalla normale". In questo caso l'angolo di rifrazione è maggiore dell'angolo di incidenza (da più denso a meno denso).
Quando l'onda viaggia da un mezzo meno denso a uno più denso, l'angolo di incidenza è maggiore dell'angolo di rifrazione.
Quando l'onda viaggia da un mezzo più denso a uno meno denso, l'angolo di rifrazione è maggiore dell'angolo di incidenza.
Un prisma utilizza la rifrazione per separare i vari colori della luce che compongono lo spettro visibile. Ciò si verifica perché tutti i colori che compongono la luce bianca non viaggiano alla stessa velocità nel vetro, facendo sì che ogni colore si pieghi in quantità diverse.
Questa separazione dei colori viene definita Dispersione. Gli arcobaleni funzionano perché le gocce d'acqua agiscono come minuscoli prismi.
Di solito puoi sentire una sirena molto prima di vedere un veicolo di emergenza, perché il suono può piegarsi dietro gli angoli. Questa caratteristica di piegarsi dietro un angolo non è una caratteristica solo del suono ma di tutte le onde in generale ed è nota come diffrazione delle onde.
La diffrazione è la flessione delle onde attorno a una barriera.
Quando un fronte d'onda rettilineo colpisce una barriera, la componente dell'onda che può passare attraverso la barriera si piegherà e apparirà come un'onda circolare.
La quantità di flessione dipende principalmente dalla larghezza dell'apertura. La flessione massima si verifica quando la larghezza dell'apertura è di circa una lunghezza d'onda.
La polarizzazione è quando un'onda oscilla in una particolare direzione. Le onde luminose sono spesso polarizzate utilizzando un filtro polarizzatore. Solo le onde trasversali possono essere polarizzate. Le onde longitudinali, come le onde sonore, non possono essere polarizzate perché viaggiano sempre nella stessa direzione dell'onda.
L'assorbimento è quando un'onda entra in contatto con un mezzo e fa vibrare e muovere le molecole del mezzo. Questa vibrazione assorbe o toglie parte dell'energia dall'onda e meno energia viene riflessa.
Un esempio di assorbimento è la pavimentazione nera che assorbe energia dalla luce. La pavimentazione nera diventa calda assorbendo le onde luminose e poca luce viene riflessa facendo apparire la pavimentazione nera. Una striscia bianca dipinta sul marciapiede rifletterà più luce e assorbirà meno. Di conseguenza, la striscia bianca sarà meno calda.
