موج منعکس (Reflected Wave)، در فیزیک (Physics)
انواع امواج (Wave)، در فیزیک (Physics) را در آموزش زیر شرح دادیم :
موج منعکس (Reflected Wave) :
بازتابش (Reflection) به برگشت موج هنگام برخورد به یک مانع یا سطح مشترک بین دو محیط گفته می شود. موجی که بازمی گردد، موج منعکس (Reflected Wave) نامیده می شود. برای مثال، وقتی موجی به انتهای ثابت یک طناب می رسد، بازتابیده شده و با وارونگی فاز به عقب برمی گردد. یا صدای شما که از دیوار یک کوه بازتابیده می شود و به صورت پژواک (Echo) به شما برمی گردد. بازتاب یکی از بنیادی ترین پدیده های موجی است و در طیف وسیعی از پدیده های طبیعی و فناوری ها نقش دارد.
قوانین بازتابش: برای یک سطح صاف و صیقلی، دو قانون اصلی حاکم است: 1. زاویه تابش برابر با زاویه بازتابش است:
\[ \theta_i = \theta_r \]. این زاویه ها نسبت به خط عمود بر سطح در نقطه برخورد اندازه گیری می شوند. 2. پرتو تابش، خط عمود و پرتو بازتابش در یک صفحه قرار دارند. این قوانین هم برای امواج مکانیکی (صوت، موج آب) و هم برای امواج الکترومغناطیسی (نور) در محیط های همگن معتبر هستند (در بازتاب های آینه ای).
انواع بازتاب: 1. بازتاب آینه ای (Specular Reflection): وقتی سطح صاف و صیقلی باشد (ناهمواری های سطح بسیار کوچکتر از طول موج). موج در یک جهت مشخص بازتابیده می شود (مانند آینه). 2. بازتاب پخشی (Diffuse Reflection): وقتی سطح ناهموار باشد (ناهمواری ها قابل مقایسه با طول موج یا بزرگتر). موج در همه جهات پراکنده می شود (مانند بازتاب نور از کاغذ یا دیوار گچی). بیشتر سطوح ترکیبی از هر دو نوع بازتاب را دارند.
تغییر فاز در بازتاب: در بازتاب، ممکن است فاز موج تغییر کند. این تغییر فاز به نوع موج (مکانیکی، الکترومغناطیسی) و شرایط مرزی بستگی دارد. برای مثال: - در یک موج عرضی در طناب، بازتاب از انتهای ثابت با وارونگی فاز (تغییر فاز ۱۸۰ درجه) همراه است، اما بازتاب از انتهای آزاد بدون وارونگی فاز است. - در امواج الکترومغناطیسی، بازتاب از یک محیط با ضریب شکست بالاتر (محیط غلیظتر) با تغییر فاز ۱۸۰ درجه همراه است، اما بازتاب از محیط با ضریب شکست پایین تر بدون تغییر فاز است. - در امواج صوتی، بازتاب از یک سطح سخت (مانند دیوار) با افزایش فشار همراه است و رفتار فاز متفاوتی دارد.
کاربردها: 1. آینه ها: برای دیدن خود و اشیاء، در تلسکوپ ها، میکروسکوپ ها و بسیاری ابزارهای نوری. 2. پژواک و سونار: تشخیص فاصله با اندازه گیری زمان بازگشت پژواک. 3. رادار: تشخیص هواپیماها و کشتی ها با ارسال امواج رادیویی و دریافت بازتاب آنها. 4. امواج لرزه ای: نقشه برداری از لایه های زیرزمینی با تحلیل بازتاب امواج لرزه ای (لرزه نگاری بازتابی). 5. فیبرهای نوری: با استفاده از بازتاب داخلی کامل (Total Internal Reflection) نور را درون فیبر هدایت می کنند. 6. آکوستیک اتاق: بازتاب صدا از دیوارها و سقف بر کیفیت صدا (طنین) تأثیر می گذارد.
