Vypracovala: B. Horváthová

 
 
Poznatok, ktorý objasňuje mechanizmus šírenia vlnenia v priestore, vyslovil v roku 1678 holandský fyzik Christian Huygens.

 
Huygensov princíp: Každý bod vlnoplochy, do ktorého sa dostalo vlnenie v istom okamihu, môžeme pokladať za zdroj elementárneho vlnenia, ktoré sa z neho šíri v elementárnych vlnoplochách. Vlnoplocha v ďalšom časovom okamihu je vonkajšia obalová plocha všetkých elementárnych vlnoplôch.


 

Keď vlnenie, ktoré sa šíri v priestore, dopadá na rozhranie dvoch prostredí, môže sa od rozhrania odraziť, alebo rozhraním prejsť do druhého prostredia.


Pre odraz vlnenia platí zákon odrazu:

Uhol odrazu vlnenia sa rovná uhlu dopadu. Odrazený lúč zostáva v rovine dopadu.

 
 
Pre zjednodušenie na obrázku vidíme danú situáciu zakreslenú pomocou lúča. V mieste dopadu lúča je zostrojená kolmica dopadu k,  medzi kolmicou dopadu a dopadajúcim lúčom je uhol dopadu.Uhol \alpha´  je uhol odrazu.
 

Pri prechode vlnenia rozhraním nastáva lom vlnenia. Platí zákon lomu vlnenia: Pomer sínusu uhla dopadu k sínusu uhla lomu je pre dve dané prostredia stála veličina a rovná sa pomeru fázových rýchlostí v obidvoch prostrediach. Lomený lúč zostáva v rovine dopadu.

Pri lome môžu nastať dve situácie, lom ku kolmici ak
 
lom od kolmice ak

 

Matematické vyjadrenie zákona lomu:

\frac{sin \alpha}{sin \beta} =
\frac{v_{1}}{v_{2}} = n

 
n je index lomu vlnenia pre dané prostredia.



 
Ak vlneniu postavíme do cesty prekážku s veľkým otvorom, zistíme, že sa podstatná časť vlnenia za prekážkou šíri takmer priamočiaro.

 

Ak vlneniu dáme do cesty prekážku s malým otvorom, vlnenie preniká za okraje, nastáva ohyb vlnenia.

Podobné javy môžeme pozorovať, keď vlneniu dáme do cesty väčšiu alebo menšiu prekážku. Keď má prekážka oveľa väčší rozmer, ako je vlnová dĺžka vlnenia, vzniká za prekážkou tieň. Keď je rozmer prekážky porovnateľný s vlnovou dĺžkou, nastáva ohyb vlnenia a vlnenie sa šíri aj za prekážku.

Smer šírenia vlnenia je ovplyvnený ohybom vlnenia na prekážkach. Tento vplyv je tým väčší, čím menšia je vlnová dĺžka vlnenia.


Príklad:
Pozorovateľ stojí na povrchu Zeme v bode A a sleduje lietadlo letiace stálou rýchlosťou rovnobežne s povrchom Zeme z bodu B do bodu C , zvuk motora lietadla nepočuje. Lietadlo preletelo nad hlavou pozorovateľa, ktorý začul zvuk motora v okamihu, keď lietadlo videl pod uhlom 30° nad obzorom. Určte rýchlosť lietadla, ak rýchlosť zvuku je 340 m.s-1.

 


K pozorovateľovi dospeje vlnenie najskôr z bodu B a lietadlo zatiaľ preletí vzdialenosť
 
Trojuholník ABC je pravouhlý:


 
Z daného vzťahu vyjadríme rýchlosť lietadla:

Lietadlo letí rýchlosťou 680 m.s-1.


 
Úlohy:
1) Vysvetlite Huygensov princíp.
2) Zakreslite lom od kolmice.
3) Kedy vzniká tieň vlnenia?

 
Obrazová príloha:
učebnica Fyzika pre 2. Ročník gymnázia ,E. Svoboda a K. Bartuška
P. Tarábek – Zmaturuj z fyziky

 
Použitá literatúra:
E. Svoboda a K. Bartuška – Fyzika pre 2. Ročník gymnázia
P. Tarábek – Zmaturuj z fyziky