8-2 Odraz vĺn

8-2 Odraz vĺn

Doteraz sme sa nezaujímali o to, čo sa stalo s vlnou; vypustili sme ju na svoju púť jediným pohybom, či úderom a okamžite sme ju pustili zo zretele. Vo všeobecnosti sa môžu stať dve veci. Pokiaľ je lano dostatočne dlhé, energiu vlny postupne strávi trenie so vzduchom, trenie medzi pružnými vláknami lana, amplitúda poklesne na nulu a vlna sa stratí. Ešte častejší prípad je, že vlna sa od nejakej diskontinuity – teda miesta, kde končí súvislý materiál lana – odrazí. Odraz môže byť úplný, alebo čiastočný.

Diskontinuitu môžeme vytvoriť napríklad tým, že zviažeme hrubšie a tenšie lano. Ešte podrobnejšie môžeme sledovať správanie sa vlny v mieste diskontinuity, ak – čo je vo fyzike veľmi časté – vytvoríme extrémne podmienky, ak dlhé lano upevníme na strop, na pevný držiak; horný koniec lana je uchytený tak pevne, že sa vôbec nedokáže pohnúť, keď k nemu vlna dorazí, kým dolný koniec sa pohybuje úplne voľne, s ničím sa nestýka – akoby jeho pokračovaním bolo lano s nulovou lineárnou hustotou. Na obrázku 8.2a je vidieť, ako postupuje vlna na tomto lane smerom hore. Experimentujúca osoba pohla s dolným koncom lana pomaly doľava, potom s ním rýchlo mykla doprava: vlna teda začína miernym sklonom a končí strmejším sklonom.

Nakoľko strop dosiahne najprv vlna s miernejším sklonom, tá sa odrazí ako prvá (obrázok 8.2b), tvar odrazenej vlny sa zhoduje s tvarom dopadajúcej, ale na opačnej strane lana. Obrátil sa jednak smer šírenia vlny a tiež smer výchylky vlny.

Odraz z voľného konca je však iný; smer šírenia vlny sa zmení aj tu na opačný (inak by sme nemohli hovoriť o odraze!), vlna, výchylka čiastočiek zostane ale na tej istej strane lana (obrázok 8.2c). Po dvoch ďalších odrazoch (obrázky 8.2d a 8.2e) sme zase tam, kde sme boli na začiatku. (V skutočnosti bude odrazená vlna menšia a menšia, nakoľko trenie strávi energiu vlny.)