Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика

108

Гл. IV. Волновые явления

разбегающихся как бы из центра, лежащего позади пластинки.

Перед пластинкой возникает своеобразная сетка из первичных

волн, падающих на пластинку, и отраженных волн, идущих от

нее навстречу падающим.

Как меняется направление распространения волны при ее

отражении?

Рис. 83. Тень, отбрасывае-

мая большой пластинкой

Рис. 84. Угол отражения ра-

вен углу падения

Посмотрим, как отражается плоская волна. Обозначим угол,

образуемый перпендикуляром к плоскости нашего «зеркала»

(пластинки) и направлением распространения падающей волны,

через α (рис. 84), а угол, образуемый тем же перпендикуляром

и направлением распространения отраженной волны, — через β.

Опыт показывает, что при всяком положении «зеркала» β = α,

т. е. угол отражения волны от отражающей плоскости равен

углу падения.

Этот з а к о н о т р а ж е н и я является общим волновым за-

коном, т. е. он справедлив для любых волн, в том числе и для

звуковых и для световых. Закон остается в силе и для сфериче-

ских (или кольцевых) волн, как это видно из рис. 85. Здесь угол

отражения β в разных точках отражающей плоскости различен,

но в каждой точке равен углу падения α.

Отражение волн от препятствий относится к числу очень

распространенных явлений. Хорошо всем известное э х о обу-

словлено отражением звуковых волн от зданий, холмов, леса

и т. п. Если до нас доходят звуковые волны, последовательно

отразившиеся от ряда препятствий, то получается многократное

эхо. Раскаты грома имеют такое же происхождение. Это — мно-

гократное повторение очень сильного «треска» огромной элек-

Гл. IV. Волновые явления

109

трической искры — молнии

1

). Методы локации, упомянутые

в § 35, основаны на отражении электромагнитных волн и упругих

Рис. 85. Закон отражения вы-

полнен в каждой точке отража-

ющей плоскости

волн от препятствий. Особенно

часто мы наблюдаем явление от-

ражения на световых волнах.

Отраженная

волна

всегда

в той или иной степени ослаб-

лена по сравнению с падающей.

Часть энергии падающей вол-

ны

п о г л о щ а е т с я

тем те-

лом, от поверхности которого

происходит отражение. Звуковые

волны хорошо отражаются твер-

дыми поверхностями (штукатур-

ка, паркет) и значительно хуже

мягкими поверхностями (ковры,

занавеси и т. п.).

Всякий звук прекращается не

сразу после того, как замолк

его источник, а замирает посте-

пенно. Отражением звука в по-

мещениях обусловлено явление

послезвучания, называемое ре-

верберацией. В пустых помеще-

ниях реверберация велика, т. е. мы наблюдаем своеобразную

г у л к о с т ь. Если же в помещении много поглощающих поверх-

ностей, в особенности мягких (мягкая мебель, одежда людей,

занавеси и т. п.), то гулкость не наблюдается. В первом случае

получается большое число отражений звука, прежде чем энергия

звуковой волны практически полностью поглотится, во втором —

поглощение происходит значительно быстрее.

Реверберация существенным образом определяет звуковые

качества помещения и играет большую роль в архитектурной

акустике. Для данного помещения (аудитории, зала и т. п.) и дан-

ного рода звука (речь, музыка) поглощение должно подбираться

специально. Оно должно быть не слишком большим, чтобы не

получался глухой, «мертвый», звук, но и не слишком малым,

чтобы длительная реверберация не нарушала разборчивости ре-

чи или звучания музыки.

1

) Первичный звук, вызываемый молнией, тоже растянут по времени. Дело

в том, что длина молнии может достигать нескольких километров, и поэтому

от разных ее участков звук доходит до нас с различным запаздыванием.

110

Гл. IV. Волновые явления

жүктеу/скачать 6,71 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: