书城科普读物百科知识-科普新课堂:奇趣物理
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第76章 波的相互作用

在一个炎热的夏天,你第一个来到游泳馆,游泳池的水面宁静如镜。你伸一只脚到水中,想试一下水温。脚搅得水面荡起了一圈圈涟漪,它们经过水面向远处的池壁传播过去。

当这些水波撞到墙上后,又被墙弹回,向你传播过来。

水波撞到游泳池壁后,就会反弹回来。当一个物体或波撞到一个它们无法通过的界面时,就会反弹回来。这种现象称为反射。

为了表示波的反射,在波的运动方向上画一条线,这条线与墙或者界面垂直。入射角是入射波和设想的垂直线之间所夹的角度,反射角是反射波和设想的垂线之间所夹的角度,那么,反射定律认为,波的入射角等于反射角,所有的波都遵守这个反射定律。

日常生活中有许多反射的例子:一个球撞墙后就弹回来;当你照镜子时,正是因为光的反射你才能看到自己;回声也是声音反射的结果。

你推过一辆轮子不太灵活的购物车吗?如果推过这种车,那你一定知道控制这辆车的方向有多么难!因为这个僵硬的轮子不像其他车轮那样能够快速而灵活地转动。当你推车的时候,车子总是向坏轮子的那一边偏斜,从而改变方向。

波也会发生类似的情况。当波从一种介质进入另一种介质时,往往会改变方向。这是因为,当波以一定角度进入一种新介质时,它在新介质里传播的速度与在原介质里传播的速度会有所不同,于是波的方向就发生了改变。这种因速度的改变而引起的波的偏折,称为折射。

尽管所有的波在进入新介质后,波速都发生了改变,但它们并非总会发生折射。折射一般发生于波同时在新旧介质里传播的情况下。进入新介质的一部分改变了速度,而另一部分仍以原来的速度传播,波的两个部分在两种介质中以不同的速度传播,导致波的折射。

有时,波可以绕过其传播路径上的障碍物。例如,波浪可从狭窄的口进入港湾,然后再在港湾内扩展开来。