파동 굴절에 관한 기사
파동의 한 가지 특징 중 하나는 굴절입니다. 굴절은 한 매질을 통해 진행하던 파동이 다른 매질로 들어갈 때 발생합니다. 예를 들어, 음파가 처음에는 공기를 통해 진행하다가 벽에 부딪히면, 어떤 음파는 벽에 반사되고, 어떤 음파는 굴절됩니다. 굴절이란 음파가 벽을 통과하거나 흡수되지만, 진행 방향이 바뀌는 것을 의미합니다. 진행 방향이 바뀌는 이유는 음파가 이전 매질과 다른 매질로 들어갈 때 속도가 변하기 때문입니다.
입사광선과 법선 사이의 각도를 입사각이라고 하고, 굴절광선과 법선 사이의 각도를 굴절각이라고 합니다.
파동이 새로운 매질로 들어갈 때 속도가 증가하면 굴절각도 증가합니다. 반대로, 파동이 새로운 매질로 들어갈 때 속도가 감소하면 굴절각도 감소합니다.
예를 들어, 음파는 공기에서 물속으로 이동할 때 속도가 감소합니다. 또는 지진파는 땅에서 암석으로 이동할 때 속도가 줄어듭니다. 반대로, 파동의 속도는 밀도가 높은 매질에서 밀도가 낮은 매질로 이동할 때 증가합니다.
해변에서 놀아본 적 있나요? 자세히 보면 바다 한가운데 파도의 방향이 항상 해변으로 향하는 것은 아니라는 것을 알 수 있습니다.
하지만 해안에 가까워질수록 파도의 방향은 해안선과 평행이 됩니다. 이는 파도의 굴절 때문입니다.
굴절의 법칙
같은 시간 간격 동안 파면 1은 l₁ = v₁t 만큼 이동하고 , 파면 2는 l₂ = v₂t 만큼 이동합니다 . 여기서 v₁ 은 공기와 같은 매질 1에서의 파동 속도이고, v₂ 는 물과 같은 매질 2에서의 파동 속도입니다.
P는 동일하므로 두 공식 모두 다음과 같이 간단해집니다.
