Коли хвилі стикаються з новими середовищами, бар'єрами або іншими хвилями, вони можуть поводитися по-різному.
Характеристика хвилі, яка вражає інше середовище і відбивається назад, повністю або частково, називається відображенням. Існує два різні способи відображення хвильового імпульсу.
Якщо хвиля вражає середовище під кутом, хвиля буде відбиватися під кутом, це відоме як Закон відбиття.
Відповідно до Закону відбиття, кут падіння до нормалі дорівнює куту відбиття до нормалі, де нормаллю є промінь, перпендикулярний поверхні.
Цей тип відбиття характерний для хвилі, що вражає шорстку поверхню і відображається хаотично у всіх напрямках. Наприклад, папір відбиває світло у всіх напрямках. Тому читати можна з будь-якого кута.
Відображення звуку іноді називають відлунням. Відсоток відбитого звуку від поверхні залежить від природи поверхні. Наприклад, ви отримуєте високу швидкість відбиття від жорсткої гладкої поверхні, такої як стіни тренажерного залу, і низьке відбиття від м’якої неправильної поверхні, такої як м’які неправильні стіни в кінотеатрі.
Вивчення відбиття звуку називається акустикою.
Множинні звукові відбиття, що спричиняють спотворення звуку, називаються реверберацією.
Коли дві або більше хвиль одночасно займають один і той же простір, кажуть, що вони заважають одна одній. Оскільки обидві хвилі рухаються, перешкоди триватимуть лише короткий час. У цей момент дві хвилі продовжуватимуть рухатись у незмінному стані при зустрічі. Протягом того періоду часу, коли хвилі заважають одна одній, вони можуть зробити це двома різними способами, відомими як конструктивна інтерференція та деструктивна інтерференція.
Конструктивні перешкоди призводять до імпульсу хвилі, який перевищує будь-який окремий імпульс, тобто вони складаються разом.
Деструктивні перешкоди призводять до імпульсу хвилі, який менший за окремий імпульс, тобто вони віднімають один від одного.
Принцип суперпозиції може застосовуватися до хвиль, коли дві або більше хвиль рухаються через одне і те ж середовище одночасно. Хвилі проходять одна через одну, не заважаючи.
Чистий зсув середовища в будь-яку точку простору чи часу - це просто сума переміщень окремих хвиль.
Це стосується як хвиль, так і імпульсів.
Коли багато подібних хвиль займають одне і те ж середовище, існує безперервна інтерференційна картина, яка складається як з конструктивної, так і з деконструктивної інтерференції. За ідеальних обставин може бути встановлена стояча хвиля. Стояча хвиля - це саме те, що з її назви випливає хвиля, яка здається нерухомою і просто стоїть на одному місці.
Насправді існує багато хвиль, які всі рухаються, але загальна картина, спричинена перешкодами, просто надає вигляду нерухомої хвилі. Є дві основні частини стоячої хвилі
Заломлення хвилі відбувається, коли хвиля змінює напрямок при переході від одного середовища до іншого. Поряд зі зміною напрямку, заломлення також спричиняє зміну довжини хвилі та швидкості хвилі. Величина зміни хвилі внаслідок заломлення залежить від показника заломлення середовищ. Одним із прикладів заломлення є призма. Коли біле світло потрапляє в призму, різні довжини хвиль світла заломлюються. Різні довжини хвиль світла заломлюються по-різному, і світло розбивається на спектр кольорів.
Заломлення може статися за будь-якої з наступних обставин
Заломлення світла, що переходить з повітря в скло
Промінь світла, що потрапляє в скло, називають падаючим променем.
Промінь, який рухається в склі, називається заломленим промінням.
Кут між падаючим променем і нормаллю називається кутом падіння.
Кут між заломленим променем і нормаллю називається кутом заломлення.
Падаючий промінь вражає скло під кутом, і заломлений промінь вигинається «до нормалі». Оскільки промінь світла нахиляється до нормалі, переходячи від повітря до скла (від менш щільного до щільнішого), кут падіння більший за кут заломлення. Коли світло залишає скло, промінь відхиляється «далеко від норми». У цьому випадку кут заломлення більше кута падіння (від більш щільного до менш щільного).
Коли хвиля рухається від менш щільного до більш щільного середовища, кут падіння більший за кут заломлення.
Коли хвиля рухається від більш щільного до менш щільного середовища, кут заломлення більше кута падіння.
Призма використовує заломлення для розділення різних кольорів світла, що складають видимий спектр. Це відбувається тому, що всі кольори, що утворюють біле світло, не рухаються з однаковою швидкістю в склі, внаслідок чого кожен колір згинає різну кількість.
Це розділення кольорів називається дисперсією. Веселки працюють, оскільки краплі води діють як крихітні призми.
Зазвичай ви можете почути сирену задовго до того, як побачите аварійний автомобіль, оскільки звук може згинатися за кутами. Ця характеристика вигину навколо кута є характеристикою не лише звуку, а загалом усіх хвиль і відома як дифракція хвиль.
Дифракція - це вигин хвиль навколо бар’єру.
Коли фронт прямої хвилі вдаряється про бар'єр, компонент хвилі, якому дозволяється пройти крізь бар'єр, потім зігнеться і вийде у вигляді кругової хвилі.
Величина згинання залежить насамперед від ширини отвору. Максимальне згинання відбувається, коли ширина отвору становить приблизно одну довжину хвилі.
Поляризація - це коли хвиля коливається в одному конкретному напрямку. Світлові хвилі часто поляризуються за допомогою поляризаційного фільтра. Поляризувати можна лише поперечні хвилі. Поздовжні хвилі, такі як звукові хвилі, не можуть бути поляризовані, оскільки вони завжди рухаються в одному напрямку хвилі.
Поглинання - це коли хвиля контактує із середовищем і змушує молекули середовища вібрувати і рухатися. Ця вібрація поглинає або забирає частину енергії від хвилі, і менше енергії відбивається.
Одним із прикладів поглинання є чорна бруківка, яка поглинає енергію від світла. Чорна бруківка стає гарячою від поглинання світлових хвиль, і мало світла відбивається, роблячи бруківку чорною. Біла смуга, намальована на тротуарі, буде відбивати більше світла і менше поглинати. Як результат, біла смуга буде менш гарячою.
