Odbicie i załamanie fali

Gdy fala mechaniczna napotka na swojej drodze inny ośrodek materialny, który ma inne właściwości sprężyste, gęstość, dochodzi wówczas do zjawiska odbicia i załamania fali (refrakcji) na granicy tych ośrodków.

Zjawisko odbicia fali

Fala odbita od przeszkody (granicy ośrodków) ma następujące cechy:

ma taką samą prędkość, długość i częstotliwość co fala padająca,
kąt padania fali (kąt miedzy kierunkiem rozchodzenia się fali a normalną do powierzchni granicy ośrodków) jest równy kątowi odbicia fali (kąt między promieniem odbitym - kierunkiem rozchodzenia się fali - a normalną do powierzchni odbijającej).

Zjawisko załamania fali - refrakcja

Jeżeli fala przechodzi z jednego ośrodka do drugiego, a ośrodki te różnią się własnościami sprężystymi, gęstością, to zmienia się kierunek rozchodzenia fali na granicy ośrodków.

To tak zwana refrakcja.

Częstotliwość fali padającej i załamanej jest taka sama. Różne są zaś długości i prędkości fali padającej i załamanej, a także kierunek rozchodzenia się fali załamanej w stosunku do kierunku fali padającej.

Są dwa możliwe przypadki:

Gdy prędkość fali w drugim ośrodku jest mniejsza, długość fali maleje, a kierunek rochodzenia się fali odchyla się silniej w kierunku normalnej do powierzchni.
Gdy prędkość fali w drugim ośrodku jest większa, długość fali rośnie, a kierunek rochodzenia się fali odchyla się silniej w kierunku powierzchni granicy ośrodków.

Interferencja

Interferencja fal jest to nakładanie się fal o tej samej częstotliwości na siebie, w wyniku czego amplituda fali wypadkowej rośnie lub maleje w różnych punktach ośrodka w zależności od różnicy faz fal składowych.

Dyfrakcja

Dyfrakcja jest to zjawisko ugięcia się fal podczas ich rozchodzenia się w niejednorodnym środowisku, na przykład podczas napotkania przez fale przeszkody lub otworu.

Fala mechaniczna

Fala mechaniczna jest to rozchodzące się ze stałą prędkością w ośrodku jednorodnym zaburzenie. Zaburzenie to jest przenoszone dzięki drganiom (ruchowi harmonicznemu) cząstek ośrodka materialnego. To tak zwany ruch falowy.