波浪的反射

海浪是我们地球和自然不可分割的一部分。波在自然界中以多种形式存在，如声波、光波、水波、放射性波、紫外线波以及横波和纵波等机械波。能量通过波传递。由于其在自然界中的自由运动，在波浪中发现了许多类型的特性。

波的反射、波的叠加、波的位移、波的加速等事件。波是一种随时间和空间流动的振荡（干扰）。波浪运动将能量从一个位置移动到另一个位置。海浪在我们的日常生活中扮演着重要的角色。这是因为波浪可以长距离传输能量和信息。波浪需要一个振荡或振动源。第一个已知的波浪是海洋表面波。后来又发现了更多种类。

所以在这篇文章中，我们将学习波的反射，我们将了解自然界中存在多少种波纹反射。人类如何在日常生活中使用波反射的特性。

波浪的反射

When a progressive wave hits two boundary surfaces of different densities, it returns to the same medium following certain laws. This phenomenon is called Reflection of the Waves. 

在反射现象中，行进波遵循与光波相同的规律。行波从边界面的反射取决于边界面的性质。根据行波的性质，边界表面的反射可以有以下两种类型：

1. 反射在坚硬的墙上，以及
2. 自由端的反射。

行进波穿过稀有介质时，被浓密介质反射，称为硬壁反射；行进波穿过密实介质，被稀薄介质反射时，称为自由端反射。 .

从刚性边界反射横向脉冲

假设字符串AB 的末端 B 系在刚性底座上，则从其末端 A 从左到右发出一个波脉冲。如果这个脉冲中粒子的位移是向上的。当这个脉冲到达一个坚实的基础时，它会在基础上施加一个向上的力。因此，根据牛顿的第三次低速运动，施加相同反作用力的坚固底座会产生一个脉冲，该脉冲在字符串的帮助下开始沿相反方向（从右到左）移动。这是反射脉冲。

在入射脉冲和反射脉冲中，字符串的粒子以相反的方向振动。因此，当脉冲从刚性边界反射时，它会相对于入射脉冲反转。也就是说，由于来自刚性边界的反射，入射脉冲的相位发生了 pi 或 180° 的变化。

If the equation of the incident wave is,

y = A sin 2π / λ (vt – x)

Then the equation of the reflected wave will be,

y = A sin 2π / λ (vt + x + pi) 

or

y = – A sin 2π / λ (vt + x)                                                         (because sin( θ – π ) = -sin θ)                                  …… (1)

Thus, if the equation of the incident wave is, 

y = A sin(ωt – kx)

Then the equation of the reflected wave will be,

y = -A (ωt + kx)                                                                                                                                                       …… (2)

It is assumed that the incident wave is traveling in the positive direction along the X-axis and the reflected wave is traveling in the negative direction along the x-axis. When a progressive wave traveling from a denser medium gets reflected in a rarer medium, it is called Reflection at the free boundary.

从自由边界反射横向脉冲

假设字符串AB 的末端 B 连接到一个小环上，该环可以在垂直杆中产生无摩擦振动。一个波脉冲在字符串中从左到右发送。假设字符串的粒子的位移是向上的。当这个脉冲到达 B 端时，它会在 B 端施加一个向上的力。因此，连接到 B 端的环向上移动。

返回时，该环由于惯性穿过平衡位置。在这种情况下，环对字符串施加反作用力，因此相同类型的脉冲开始在字符串中沿相反方向移动。因此，在入射脉冲和反射脉冲中，字符串的粒子以相同的方向振动。很明显，由于自由边界的反射，入射脉冲的相位没有变化。

Thus, if the equation of the incident wave is, 

y = A sin 2π / λ (vt – x)

Then the equation of the reflected wave will be,

y = A sin 2π / λ (vt + x)                                                   (because sin(θ – π) = -sin θ)                                                                   …… (3)

Thus, if the equation of the incident wave is, 

y = A sin(ωt – kx)

Then the equation of the reflected wave will be,

y = A (ωt + kx)                                                                                                                                                                               …… (4)

从刚性边界反射纵向脉冲

如果弹簧 AB 的 B 端系在刚性底座上。在这个弹簧的帮助下，压缩脉冲从左到右（从 A 到 B）发送。当脉冲到达 B 端时，它会从左到右在刚性底座上施加一个力。根据牛顿第三运动定律，刚性底座从右到左对弹簧端 B 施加相等的反作用力。

结果，压缩脉冲在弹簧的帮助下开始从 B 端移动到 A 端。在入射脉冲和反射脉冲中，弹簧粒子的位移方向相反。因此，在从刚性底座反射的情况下，入射脉冲的相位会改变 π 或 180°。

在这种情况下，反射波也可以用方程（1）或（2）表示。

从自由边界反射的纵向脉冲

设 AB 为弹簧。压缩脉冲在弹簧的帮助下从 A 端移动到 B 端，即从左到右。当它到达自由端 B 时，脉冲从左到右对 B 施加一个力。由于这个力，B端穿过平衡位置并向右移动。因此，弹簧的长度增加，稀疏脉冲开始从右向左移动，但弹簧粒子的位移方向仍然保持不变。因此，由于纵向脉冲从自由边界反射，其相位没有变化。

在这种情况下，反射波也可以用方程（3）或（4）表示。

波反射的应用

• 回声：如果我们站在山丘、高楼、大树等附近的一段距离说出一些词，那么由于反射，再次听到相同类型的词。这种现象称为共振。由于声音从刚性边界反射而产生的声音重复现象称为回声。
• 由于听觉的持久性，声音的效果会在我们的耳朵上停留 0.1 秒。因此，要与原声分开听到回声，需要在听到原声后0.1秒后反射声到达我们的耳朵。为此，反射面需要与听者保持合理的距离。因此，要清楚地听到回声，听者与反射面的最小距离应为 17 米。声音的反射用于测量海或湖的深度、音板、扩音器等。
• 声纳： SONAR 它的全称是“Sound Navigation and Ranging”。它基于超声波的反射原理。在它的帮助下，可以检测海中任何人的位置，例如岩石、敌方潜艇等。通过这种技术也可以知道海的深度。

示例问题

问题1：说出好和坏的反射器或声波，并给出吸声物质的名称？

解决方案：

Following are the good, bad, and good absorbers of sound waves:

1. Hard objects are a good reflection of sound because particles bounce straight off them. For example – Tiles and Marble slabs.
2. Bad reflectors are those objects which absorb sound. For example –  Thick curtains and thick carpets.
3. Objects that absorb the sound well are called good absorbers of sound. For example – Holed cardboard.

问题2：雷达向70公里外的飞机发送信号，并在3×10 ^-2秒后接收回来。信号的速度是多少？

解决方案：

Given that, 

Distance of aircraft = 70 km = 70,000 m

The Total distance = 3 × 70,000 = 2,10,000 m

The Time taken = 3 × 10^-2 seconds

Hence Speed of signal (V) = Total distance traveled (2d) ​/ time taken (t)

                                          = 2,10,000 / 3×10⁻² ​

                                          = 7 × 10⁶ m/s

问题 3：提及声音反射的任意两种应用。

解决方案：

Following are the applications of reflection of sound:

1. Hearing aid: A gadget used by persons who are deafeningly deafeningly deafeningly deafeningly deafeningly deaf The sound waves emitted by the hearing aid are reflected into a smaller region heading to the ear.
2. Soundboards: Curved surfaces have the ability to reflect sound waves. This sound wave reflection is utilized in auditoriums to disperse the waves evenly across the venue. Sound Boards are used to reflect sound waves. The speaker is situated in the center of the soundboard.

问题4：空气中的光的频率为6×10 ¹² ​Hz。光穿透水的频率是多少？

解决方案：

Only the velocity and wavelength of light change during refraction. When light enters from air or vacuum, i.e. when light moves from one medium to another, its frequency does not change, i.e. it remains constant.

As a result, the frequency of light will remain 6 ×10¹² ​Hz.

问题 5：定义共振现象。

解决方案：

Resonance is a phenomena in which the inherent frequency of a body equals the frequency of an external periodic force and the amplitude of vibrations becomes very big.