Våglängder, riktning och storleksförändring
(Tyvärr fungerar det inte att lägga upp en bild på uppgiften, så jag försöker förklara den med ord istället.)
Vi har en ljudvåg som går från kallt till varm luft. Hastigheten i kallt luft är 330 m/s. I varmt luft är det 350 m/s. Ljudvågens riktning från det kalla luftet ned mot det varma är 60°. Frågan är: hur ändras ljudriktningen då ljudet går in i det varma luftlagret och hur stor är förändringens storlek?
Jag har ingen aning om hur jag ska ta mig till väga. Man skulle kunna konstruera en rätvinklig triangel av ljudvågen i det kalla luftlagret för att ta reda på höjden eller bredden av triangeln, men vad skulle det hjälpa med?
Hur skulle du ha gjort om det hade handlat om en ljusvåg som går från ett material till ett annat istället?
Jag skulle använda brytnings lagen där sini/sinb = V1/V2. Men en sak jag har svårt med är följande: vilken vinkel är infallsvinkel och vilken är brytnings vinkeln? Hur kan man veta det generellt sett?
Varifrån kommer vågen? På den sidan av gränsytan har du infallsvinkeln. På andra sidan har du brytningsvinkeln.
Som din formel är skriven är det svårt att veta om b hör till 1 eller 2. Jag brukar skriva brytningslagen som
Vill du hellre ha det i fashastighet istället för brytningsindex så är de omvänt proportionella.
Varifrån kommer vågen? På den sidan av gränsytan har du infallsvinkeln. På andra sidan har du brytningsvinkeln.
Som din formel är skriven är det svårt att veta om b hör till 1 eller 2. Jag brukar skriva brytningslagen som
n1sinθ1=n2sinθ2n1sinθ1=n2sinθ2
Vill du hellre ha det i fashastighet istället för brytningsindex så är de omvänt proportionella.
1
#PermalänkCiteraRapportera
Vinkeln närmast gränsytan är 60°. Använder jag mig av din formel blir det:
Arc sin((V1 × sin v1) / V2) = b
Insättning ger:
Arc sin ((330 × sin 60°) / 350) ~ 54,7°
Enligt facit är svaret 2° från normalen. Har jag gjort helt fel? Hur ska jag ta mig till väga?
Skrivet i hastigheter blir det då
v2*sin(θ1) = v1*sin(θ2)
(låg hastighet ger liten vinkel på samma sida av gränsytans.)
Vinkeln i formeln är mot gränsytans normal, så du får antagligen ta komplementvinkeln till 60° som infallsvinkel.
