Отражение и преломление плоских волн па поверхности раздела

Некоторые новые данные о роли границы в волновых процессах в упругих телах раскрываются при анализе отражения и преломления плоских волн на поверхности раздела двух полупространств из разных материалов. Анализ таких процессов естественно начать с простейшего случая SH-волн. [c.58]

Предположим, что электромагнитная плоская волна, распространяющаяся в среде 1 в направлении fii, падает на поверхность раздела между средами-1 и 2 под. углом падения 0i (острый угол между направлением распространения Qi и нормалью к поверхности раздела). Часть излучения будет отражаться, а остальная часть будет распространяться в среде 2 в направлении Q2 под углом преломления 62 (острый угол между направлением Q2 и нормалью к поверхности раздела). На фиг. 2.1 показаны углы падения 0] и преломления 02. Если поверхность раздела является идеальной,- то законы отражения и преломления могут быть выведены из уравнений Максвелла. [c.67]

Поверхностные волны обусловлены колебанием частиц со значительной амплитудой на поверхности тела и постепенным ее уменьшением при удалении частиц от поверхности. Если продольная волна падает перпендикулярно на плоскую границу раздела двух сред, обладающих различным акустическим сопротивлением, то одна часть ее энергии переходит во вторую среду, а другая отражается в первую. Доля отраженной энергии тем больше, чем больше разность акустических сопротивлений сред. Если продольная волна попадает на границу раздела двух твердых сред под углом, то отраженная и прошедшая волны преломляются и трансформируются в продольные и сдвиговые, распространяющиеся в первой и второй средах под различными углами. Законы отражения и преломления волн аналогичны законам геометрической оптики. [c.194]

При падении на поверхность раздела сред сферической волны отражение и преломление происходят так, как будто каждый из падающих лучей является ограниченной плоской волной. Например, в случае границы раздела двух жидкостей (рис. 17) лучи ОА и ОВ, углы падения которых меньше критического, отражаются и преломляются по обычным законам. Лучи 0D и ОЕ, угол падения которых превышает критический, испытывают незеркальное отражение. Чем ближе значения угла р к критическому, тем больше смещение DD и ЕЕ. Для луча, угол падения которого равен критическому, смещение стремится к бесконечности. [c.198]

Фиг. 2.1. Отражение и преломление падающей плоской волны на поверхности раздела между двумя средами в случае, когда эта поверхность является

Рассмотренные случаи отражения и преломления ультразвуковых волн справедливы только для плоских и гладких поверхностей. Если поверхность раздела имеет неровности, высота которых превышает 0,05—0,1 длины волны, то наблюдается диффузное отражение и преломление, что приводит к искажению волнового поля. Обычно в практике ультразвуковой дефектоскопии имеет место диффузное отражение [22], [c.120]

Рассмотрим плоскую волну, падающую на поверхность анизотропного кристалла. В общем случае преломленная волна представляет собой смесь двух независимых волн. В одноосном кристалле преломленная волна, вообще говоря, является смесью обыкновенной и необыкновенной волн. При отражении и преломлении на плоской границе раздела граничные условия требуют, чтобы все волновые векторы лежали в плоскости падения и чтобы их тангенциальные составляющие вдоль границы раздела была равны друг другу. Это кинематическое условие остается справедливым и при преломлении на границе анизотропного кристалла. [c.98]

Волны растяжения возникают в объектах типа стержня. Тогда частицы колеблются вдоль направления распространения волн и перпендикулярно к нему. Поверхностные волны обусловлены колебанием частиц со значительной амплитудой на поверхности тела и постепенным ее уменьшением при удалении частиц от поверхности. Если продольная волна падает перпендикулярно на плоскую границу раздела двух сред, обладающих различным акустическим сопротивлением, то одна часть ее энергии переходит во вторую среду, а другая отражается в первую. Доля отраженной энергии тем больше, чем больше разность акустических сопротивлений сред. Если продольная волна попадает на границу раздела двух твердых сред под углом, го отраженная и прошедшая волны преломляются и трансформируются в продольные и сдвиговые, распространяющиеся в первой и второй средах под различными углами. Законы отражения и преломления волн аналогичны законам геометрической оптики. Свойства упругих волн учитываются при разработке технологии и средств контроля изделий. [c.58]

Геометрическая оптика, отвлекаясь от волновой природы света, описывает его распространение с помощью лучей. При этом оказывается, что поведение лучей при Я. 0 определяется теми же законами, что и для плоских волн законы преломления и отражения, установленные для плоской волны, падающей на плоскую границу раздела, справедливы в приближении геометрической оптики при более общих условиях. Например, при падении луча на поверхность линзы направление, интенсивность и состояние поляризации отраженного и преломленного лучей можно найти из соответствующих формул для плоских волн. [c.329]

Отражение световой волны, происходящее на границе двух различных сред (при соотношении щ Ф пг), неразрывно связано с явлением преломления луча во вторую среду. Если показатели преломления обеих сред одинаковы, то отражения не происходит даже в том случае, когда среды различаются по другим свойствам. Законы отражения принимают простой вид для случая оптически гладкой плоской поверхности раздела. При выполнении этого условия каждый луч падающего пучка света отражается так, что угол падения, образуемый лучом с нормалью к поверхности в точке его падения, равен углу отражения причем оба луча (падающий и отраженный) лежат в одной плоскости с нормалью к поверхности. Эта плоскость называется плоскостью падения. [c.56]

Гораздо сложнее обстоит дело, если падение упругой волны из одного твердого тела в другое твердое тело происходит под углом к поверхности раздела. Подобно тому как при косом ударе по торцу стержня в нем возникает два типа волн, так и при косом падении волн происходит их расщепление, или трансформация. Но прежде чем разобрать подробнее, что происходит при отражении и преломлении продольных и поперечных волн на плоской границе раздела двух твердых сред, необходимо отметить, что поперечные волны являются волнами поляризованными. Предположим, что поперечные [c.462]

Наиболее характерной особенностью волны (32.37) является ее затухание при удалении от поверхности <г = 0. В отличие от (вещественной) плоской волны энергия ее в области 1 + 1, /1 у у 1 оказывается (вследствие экспоненциального затухания) равномерно ограниченной по Таким образом, эта волна не уносит энергию от границы полупространства, и, следовательно, энергия отраженной поперечной волны равна энергии падающей — имеет место полное внутреннее отражение. Смысл этого термина станет понятным, если рассмотреть падение волны на плоскую границу раздела двух сред. Здесь возникают как отраженные, так и преломленные волны (т. е. волны, проходящие через границу). К определению преломленных волн можно подойти тем же путем, что и выше. [c.191]

Рассмотрим классическую задачу отражения и преломления плоской звуковой волны на поверхности раздела между двумя жидкостями. При этом мы будем пренебрегать диссипативными эффектами в обеих жидкостях. Пусть поверхность раздела представляет собой плоскость у = 0. Плоская волна, распространяющаяся в направлении, которое характеризуется единичным вектором П1 в среде 1, падает на поверхность раздела и переходит в среду 2, расположенную при г/ > 0. Примем, что плоскость (х, у) является плоскостью падения 6 — угол падения волны. Тогда [c.91]

Определим теперь радиационное давление, оказываемое плоской звуковой волной на границу раздела двух сред, когда направление распространения волны перпендикулярно к поверхности раздела. Давление звука на поверхность раздела равно разности потоков импульса через две неподвижные поверхности, расположенные параллельно границе раздела с двух сторон от нее. При этом следует иметь в виду, что в первой среде, наряду с падающей волной, распространяется отраженная волна, а во вторую среду проходит преломленная волна. Связь между волнами определяется граничными условиями, заключающимися в равенстве на поверхности раздела давлений и нормальных к поверхности проекций скоростей [c.64]

В ряде его работ рассмотрены важные задачи теории вибраторов, сообщающих периодические колебания поверхности ограниченной жидкости (1949, 1950, 1954 гг.). В работе Преломление и отражение плоских волн в жидкости при переходе с одной глубины на другую (1950 г.) впервые с точки зрения гидродинамики изучено изменение формы волны, выходящей на мелководье. Публикация О волнах на поверхности раздела двух потоков жидкости, текущих под углом друг к другу (1952 г.) позволила объяснить возникновение перисто-кучевых облаков. В статье Задача Коши — Пуассона для поверхности раздела двух текущих потоков (1955 г.) показано, что при начальном возмущении на поверхности раздела двух неограниченных жидкостей разной плотности, текущих с разными скоростями, неподвижный наблюдатель уловит правильные, почти строго периодические чередования подъемов и спадов жидкости. Это не следует из обычной постановки задачи Коши — Пуассона. [c.11]

Отражение и преломление плоских магнитогидродинамических волн на плоской поверхности раздела двух сред с разной плотностью рассмотрено в работе для магнитогидродинамических волн, поляризованных перпендикулярно плоскости падения, и в работе при произвольной поляризации ). [c.14]

Наконец, рассмотрим отражение и преломление плоской монохроматической упругой волны на границе раздела между двумя различными упругими средами. При этом надо иметь в виду, что при отражении и преломлении характер волны, вообще говоря, меняется. Если на границу раздела падает чисто поперечная или чисто продольная волна, то в результате получаются смешанные волны, содержащие как поперечные, так и продольные части. Характер волны не меняется (как это явствует из соображений симметрии) только в случае перпендикулярного падения волны на поверхность раздела и в случае падения под произвольным углом поперечной волны с параллельными плоскости раздела колебаниями. [c.753]

Исследуем отражение и преломление плоской квазимонохро-матической волны, падающей на поверхность пл 1стины толщиной I (рис. 5.26). Рассмотрение будет простым, так как надо лишь установить зависимость разности хода А от геометрических параметров (угол падения волны и толщина пластинки). Более подробное изложение (установление фазовых и амплитудных соотношений, а также поляризация волны) не требуется, хотя, используя формулы Френеля, задачу можно решить сколь угодно полно. Правда, следует помнить, что формулы (2.9)—(2,11) были получены для одной границы раздела между двумя беско- [c.210]

Трансформация УЗ-колебаний. При наклонном падении (под углом Р) продольной волны из одной твердой среды на границу с другой твердой средой на границе раздела происходят отражение, преломление и трансформация волны и в общем случае возникают еще четыре волны (рис. 1.10, а) две преломленные — продольная и поперечная (скорости i и j) и две отраженные — продольная и поперечная (скорости Сц и Сц). Направления распространения отраженных и преломленных волн отличаются от направления распространения падающей волны. Однако все эти направления лежат в одной плоскости —плоскости падения. Плоскостью падения называют плоскость, образованную падающим лучом и нормалью к отражающей поверхности, восстановленной в точке падения луча. Углы, образованные с этой нормалью, называют соответственно углами падения, отражения и преломления (рис. 1.10, б). Эти углы можно определить исходя из следующих рассуждений. При падении плоской волны под углом Р с фронтом AD на границу раздела двух сред она отражается под углом 0отр с фронтом BE и после преломлеппя под углом 0 p распространяется во второй среде с фронтом ВС. Времена распространения волны в первой среде от точки D до точки В и от точки А до точки Е в первой среде и от точек В А до точки С во второй среде равны между собой. Рассмотрев треугольники AB , ABD и АВЕ, найдем [c.24]

Здесь п - показатель преломления среды, из которой на границу падает луч. Он преобразуется в два луча - преломленный и отраженный в среду П2. Углы фь фг, фз - соответственно углы с нормалью падаютцего, преломленного и отраженного лучей. Все три луча и нормаль к поверхности расположены в плоскости падения. Хотя эти законы получены для случая падения плоской волны на плоскую границу раздела однородных сред, они выполняются и для неплоской границы между плавно неоднородными средами, если поле сохраняет лучевую структуру (1.3.9). [c.39]

Сдвиговые волны е движсииом частиц параллельно поверхности раздела. Это простейший случай угол падения равен углу отражения, а угол преломления определяется законом Снел-лиуса (1.309). В частном случае но закрепленной поверхности амплитуды падающей и отраженной воли раины друг другу. Пусть поверхность раздела расположена в плоскости У = О, причем среда 1 находится прп У -< О, а среда 2 при У > 0. Падающая плоская сдвиговая волна, в которой движение частиц происходит в направлении оси 2, а нормаль п задастся выраже-нпем (1.300), имеет компоненту смещения вдоль оси 2 [c.103]

Огюст Жан Френель (1788-1827) — французский физик, член Парижской академии наук и Лондонского королевского общества. Окончил Политехническую школу и Школу мостов и дорог в Париже. Работал инженером по ремонту и строительству дорог в различных департаментах Франции, с 1817 г. — в Политехнической школе. Дополнил известный принцип Гюйгенса, введя представление о когерентности элементарных волн и их интерференции (принцип Гюйгенса—Френеля). Исходя из этого разработал теорию дифракции света. Выполнил классические опыты по интерференции света с бизеркалами и бипризмами. Исследовал интерференцию поляризованных лучей. Открыл в 1823 г. эллиптическую и круговую поляризации света. Установил законы отражения и преломления света на плоской поверхности раздела двух сред (формулы Френеля). Исследовал проблему о влиянии движения Земли на оптические явления. Высказал мысль о частичном увлечении эфира и вывел коэффициент увлечения света движущимися телами. Однако эти его выводы получили свое объяснение лишь в рамках теории относительности. [c.22]

Отражение и преломление звука. Представим себе плоскую волну, падающую на поверхность раздела двух сред с удельными акустическими сопротивлениями = Р1С1 и 2 = пусть поверхность раздела совпадает с плоскостью3/2 I через 0 обозначим угол хадения [c.76]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...