Törés (hullám)
![](https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/49/Wave_refraction.gif)
Hullámtörés akkor következik be, amikor hullámtani szempontból különböző közegek határára ferdén érkező hullám terjedési iránya az új közegben megváltozik.
Két közeg hullámtani szempontból különböző, ha bennük ugyanannak a hullámnak különböző a terjedési sebessége. Hullámtanilag sűrűbbnek (illetve ritkábbnak) nevezünk egy közeget, ha kisebb (illetve nagyobb) benne a hullám terjedési sebessége:
- csűrűbb= itt a hullámoknak kisebb a sebessége,
- critkább= itt nagyobb a sebessége.
A két közeg anyagának hullámtörő képességét jellemző ún. relatív törésmutató a terjedési sebességek hányadosa, jele: n2,1, azaz
A törésmutató két közeg anyagi minőségére jellemző állandó. Az egyszerűség és a szemléletesség kedvéért a továbbiakban homogén közegeket vizsgálunk, amelyekben a hullám terjedési sebessége minden irányban azonos, a közegek határát pedig egyenesnek vagy síknak választjuk.
Hullámtörési törvény
[szerkesztés]- A beeső sugár (a beeső hullám haladási iránya mint vektor), a beesési merőleges (a törési határra a beeső sugárral vett metszéspontban állított merőleges egyenes) és a megtört sugár (a megtört hullám haladási iránya mint vektor) egy síkban vannak, és
- a beesési szög (a beeső sugár és a beesési merőleges szöge,
α ) szinuszának és a törési szög (a megtört sugár és a beesési merőleges szöge,β ) szinuszának hányadosa egyenlő a törésmutatóval, azaz
Magyarázata
[szerkesztés]![](https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b7/Refraction_-_Huygens-Fresnel_principle.svg/180px-Refraction_-_Huygens-Fresnel_principle.svg.png)
Amikor a hullám új közeg határához ér, a határvonalon a hullámfront minden pontját elemi, pontszerű hullámforrásnak tekinthetjük. A terjedési sebesség ismeretében a határ minden pontjában megrajzolható egy körrel, hogy egy bizonyos időpillanatban meddig jutott el a belőle korábban kiindult, már megtört elemi hullám. A Huygens-elv szerint az új hullámfrontot ezen új elemi hullámok burkolófelülete adja.
A beesési és a törési szögek szinuszainak aránya visszavezethető két derékszögű háromszög megfelelő oldalainak az arányára a következőképpen. A jobb oldali ábrán a két közeg sárga és kék színnel van jelölve, a beesési merőleges pedig szaggatott vonallal.
Észrevehetjük, hogy a beesési szög (fekete
- c1 és c2 a hullám terjedési sebessége a két közegben,
- t pedig az az idő, ami alatt a beeső és az új, megtört hullámfront A-ból B-be ér.
A piros és a kék derékszögű háromszög átfogója közös, így
A fény esetében
[szerkesztés]A fény is hullám, mégpedig elektromágneses hullám. A fénytörés a hullámtörés alesete. Speciálisan a fénytörésnél a Snellius–Descartes-törvényről beszélünk.
Külső hivatkozások
[szerkesztés]- Magyarított Flash animáció egy síkhullám töréséről, ill. törés nélküli áthaladásáról egy olyan közegen, melyben lassabban terjed. Szerző: David M. Harrison
- Fizikakönyv.hu – A hullámok törése