21 svar
168 visningar
Mussen är nöjd med hjälpen
Mussen 201
Postad: 21 aug 2023 22:52

Vågor - Brytningslagen

Hej jag har fastnat på denna fråga:

Det sägs ofta fiskare emellan att man måste vara tyst när man fiskar för att inte skrämma bort fisken. Oftast är det så att ljudet i själva verket totalreflekteras mot vattenytan. Beräkna gränsvinkeln när ljudet inte längre bryts utan totalreflekteras. 

Är gränsvinkeln när ljudet inte längre bryts utan totalreflekteras den infallsvinkeln som uppstår när brytningsvinkeln är 90o

Och när brytningsvinkeln är 90o, är det alltså ingen ljud som transmitteras in i vattnet?

Bedinsis 2645
Postad: 22 aug 2023 06:57

Det skulle jag säga.

Mussen 201
Postad: 22 aug 2023 11:26 Redigerad: 22 aug 2023 11:42

Skulle du kunna förklara varför? Alltså it makes sense matematiskt eftersom när jag prövar infallsvinklar större än 13,19o så fungerar inte brytningslagen och jag får ingen brytningsvinkel, men om jag använder vinklar mindre än 13,19o så fungerar den och jag får en brytningsvinkel. Men jag kan inte formulera en mening till varför det är så fysiskt...

Dessutom kommer inte en ljudvåg att transmitteras längs vattenytan när brytningsvinkeln är 90o

Pieter Kuiper Online 7168
Postad: 22 aug 2023 11:47
Mussen skrev:

Dessutom kommer inte en ljudvåg att transmitteras längs vattenytan när brytningsvinkeln är 90o

Det stämmer. All intensitet är i den reflekterade ljudvågen.

Mussen 201
Postad: 22 aug 2023 11:51

Ska man säga att den reflekteras längs vattenytan eller att den transmitteras? 

Pieter Kuiper Online 7168
Postad: 22 aug 2023 11:52 Redigerad: 22 aug 2023 11:53
Mussen skrev:

Ska man säga att den reflekteras längs vattenytan eller att den transmitteras? 

Nej!

Det finns en reflekterad våg enligt spegellagen, reflektionsvinkeln är infallsvinkel.

Mussen 201
Postad: 22 aug 2023 11:58

Så man säger att den reflekteras? 

Pieter Kuiper Online 7168
Postad: 22 aug 2023 12:00 Redigerad: 22 aug 2023 12:01
Mussen skrev:

Så man säger att den reflekteras? 

Vad menar du med "den"? Rita.

Vågen, ljudet, hela intensiteten reflekteras enligt spegellagen. 

Mussen 201
Postad: 22 aug 2023 12:03

Jag menar ljudvågen 

Mussen 201
Postad: 22 aug 2023 12:14

Alltså när brytningsvinkeln är exakt 90o, kommer ingen del av ljudvågen att transmitteras?

Jag tror att en del av ljudvågen kommer transmitteras.... Men när brytningsvinkeln är mer än 90o så kommer den att totalreflekteras

Bedinsis 2645
Postad: 22 aug 2023 13:17

När brytningsvinkeln är exakt 90 grader så kommer inget ljud transmitteras; ljudet kommer reflekteras längs med vattenytan.

Det enda möjliga jag kan tänka är att ljudvågor sällan är 100 % parallella med varandra i verkligheten (tänk dig en tongenerator från en högtalare som kommer skicka ut vågor med högtalaren i epicentrum; det kommer bilda cirklar med alla möjliga slags vinklar), vilket gör att om en sådan våg kommer till vattenytan så kommer vissa få en infallsvinkel precis under den kritiska, vissa precis den kritiska och vissa över den kritiska, vilket gör att en del av ljudvågorna kommer transmitteras.

Mussen 201
Postad: 22 aug 2023 13:57

Alltså en del av ljudvågorna kommer alltid att transmitteras i verkligheten?

Pieter Kuiper Online 7168
Postad: 22 aug 2023 15:41 Redigerad: 22 aug 2023 15:41
Bedinsis skrev:

När brytningsvinkeln är exakt 90 grader så kommer inget ljud transmitteras; ljudet kommer reflekteras längs med vattenytan. 

Nej, det är absolut fel.

Vet ni inte vad reflektion är? Reflektionsvinkel = infallsvinkel.

Bedinsis 2645
Postad: 22 aug 2023 15:48
Pieter Kuiper skrev:
Bedinsis skrev:

När brytningsvinkeln är exakt 90 grader så kommer inget ljud transmitteras; ljudet kommer reflekteras längs med vattenytan. 

Nej, det är absolut fel.

Vet ni inte vad reflektion är? Reflektionsvinkel = infallsvinkel.

Från Wikipedia:

Infallsvinkeln eller ovanligt incidensvinkel är vinkeln mellan en inkommande stråle och normalen till den yta den träffar.

Reflektionsvinkeln, även kallad reflexionsvinkel, är vinkeln mellan en utgående stråle och normalen till den yta den utgår från.

Kan du förtydliga hur reflektionsvinkel = infallsvinkel?

Pieter Kuiper Online 7168
Postad: 22 aug 2023 15:49 Redigerad: 22 aug 2023 15:50
Bedinsis skrev:

Reflektionsvinkeln, även kallad reflexionsvinkel, är vinkeln mellan en utgående stråle och normalen till den yta den utgår från.

Kan du förtydliga hur reflektionsvinkel = infallsvinkel?

Om du har tittat i wikipediaartikeln har du sett att där finns en figur.

Bedinsis 2645
Postad: 22 aug 2023 16:07

*läser på en smula*

Jag önskar dra tillbaka mina tidigare påståenden, jag kunde inte det här ämnet så väl som jag trodde.

Mussen 201
Postad: 22 aug 2023 17:50

Det har blivit lite rörigt på denna tråden... men kan någon snälla bara förtydliggöra detta:

Om jag förstår rätt så reflekteras hela ljudvågen då brytningsvinkeln är 90o, men varför är detta sant? 

Mussen 201
Postad: 22 aug 2023 17:54

Alltså varför blir det en reflektion istället för en brytning/böjning när brytningsvinkeln är 90o?

Pieter Kuiper Online 7168
Postad: 22 aug 2023 18:02 Redigerad: 22 aug 2023 18:03
Mussen skrev:

Alltså varför blir det en reflektion istället för en brytning/böjning när brytningsvinkeln är 90o?

Det finns ju alltid reflektion.

Du måste se det själv med dina egna ögon i fallet av ljus: en del transmitteras, en del reflekteras.

Vid infallsvinklar större än den kritiska vinkeln finns inte någon transmitterad stråle. Då har man total intern reflektion. Det är vad du ser silvrigt i dina fingeravtryck när du håller i ett glas vatten.

Mussen 201
Postad: 22 aug 2023 18:06 Redigerad: 22 aug 2023 18:06

Jaha okej, så det blir alltid reflektion, och för infallsvinklar större än den kritiska vinkeln blir det totalreflektion. 

Men då har jag följande fråga: varför blir det ingen transmitterad stråle när brytningsvinkeln är 90o?

Förlåt om jag verkar lite trög, jag vill bara förstå så bra som möjligt..

Pieter Kuiper Online 7168
Postad: 22 aug 2023 18:15 Redigerad: 22 aug 2023 18:20
Mussen skrev:

Men då har jag följande fråga: varför  

De elektriska och magnetiska fälten på båda sidor om gränssnittet måste matcha, det ger Fresnelekvationerna, och då ser man att det inte finns någon energi i den evanescenta vågen.

Men egentligen finns ingen yta som orsaker brytning eller reflektion. Egentligen är det alla atomer som sprider. Det är en analys som Ewald gjorde för hundra år sedan och det är egentligen hur man ska se på saken. Det blir bara mycket mer jobbigt att räkna på det hela.

Så: använd Snells lag. Då finns ingen lösning för θt=arcsinx\theta_{\rm t} = \arcsin x när x>1.x>1. Miniräknaren ger "error". Varför kan inte det duga som svar på "varför?"?

Mussen 201
Postad: 22 aug 2023 18:37

För att det är ett matematiskt svar och inte ett fysiskt svar tänkte jag... 

Svara Avbryt
Close