Uhin-Higidura: Interferentzia, Islapena eta Errefrakzioa

Norabide berean baina aurkako noranzkoan hedatzen ari diren amplitudeko eta maiztasun bereko 2 uhinen interferentziaz sortzen diren uhinei deritze. Uhin-higidura ingurune mugatuetan hedatzean sortzen dira uhin geldikorrak muturrean sorturiko islapenaren ondorioz. Islatutako uhina jatorrizkoaren maiztasune eta amplitudeko berdinak ditu, eta biak gainezartzean sortzen da uhin geldikorra, eta hauek uhin-interferentziaren kasu partikularrak dira. Uhin geldikorretan amplitudearen nulua den nodo eta amplitudearen maximoa sabela dira. Gainezarmen printzipioa: Uhin-interferentzietan gainazarmen printzipioa betetzen da: eskualde beretik, une berean, uhin bi edo gehiago igarotzean, bakoitzaren benetako elongazioa uhin bakoitzak bere aldetik sortutako elongazioaren arteko batura bektoriala da. Hari bateko uhin geldikorrak: 2 muturrak finko dituen harietan eragindako bibrazioek eta muturreko islapenen eraginez uhin geldikorrak sortzen dira. Hariaren muturreko nodoak dira, horietan bibraziorik ez. Ondoz ondoko bi nodoen arteko distantzia λ/2 da. Bibrazio modu normal bakoitzari dagokion maiztasuna kalkula dezakegu hariko uhinen hedapen abiaduraren eta uhin-luzeraren arabera. Maiztasun txikiari n=1 lehenengo harmonikoa deritzo. Mutur bakar batean finkaturiko haria: Mutur finkoa nodoa eta mutur askea sabela. Nodo eta sabel baten distantzia λ/4 da eta erlazioa nλ/4 n=1,3,5. Serie harmonikoaren maiztasun bakoitzaren balioa hariko uhinen hedapen abiaduraren mendekoa da. Hodi bateko uhin geldikorrak: 2 muturretatik irekitako hodiak muturretan sabelak sortzen ditu. Uhin luzera kalkulatzeko L=nλ/2 n=1,2,3. Maiztasuna: v=λ·f → f=v/λ. Mutur bakar batetik irekitako hodiak: Itxitako muturrean nodoa eta irekian sabela sortzen dira. Uhin-luzera: L=n·λ/4 n=1,3,5. Maiztasuna: v=λ·f → f=v/λ. Uhin geldikorren adibideak: Kordetan.

Ingurune batean hedatzen ari den uhina beste ingurune baten gainazalera heltzen denean gertatzen diren fenomenoak dira; ADB: ispiluan islatzen den argia, airean bidaiatzen ari den argia uretan sartzen denean. Islapena uhin bat bi inguruneren arteko banaketa-gainazalera iristean, uhina itzuli egiten da lehenengo ingurunera, uhinaren energiaren parte bat eramanez eta hedapen-norabidea aldatuz. Beraz, islapenean uhina ez da bigarren ingurunera pasatzen. Islapenaren legeak: 1. Izpi erasotzailea, normala eta izpi islatua plano berean daude. 2. Eraso angelua, ê, eta islapen angelua, î, berdinak dira. Islapenean maiztasuna, hedapen-abiadura eta uhin-luzera ez dira aldatzen. Errefrakzioa: Errefrakzio fenomenoan uhin bat bi ingurune banatzen dituen gainazalera iristean, bigarren ingurunean sartzen da uhinaren energiaren zati bat eramanez eta hedapen-norabidea aldatuz. Errefrakzioa uhinaren abiaduraren aldaketaren ondorioz sortzen da. Snell-en legeak: 1. Izpi errefraktatua, normala eta izpi erasotzailea plano berean daude. 2. Eraso-angeluaren (e) sinuaren eta errefrakzio-angeluaren (r) sinuaren arteko erlazioa konstantea da, eta uhin-higidurak bi inguruneetan dituen hedapen-abiaduraren arteko erlazioaren berdina. Kantitate konstante horri (n21) bigarren inguruneak lehenengoarekiko duen errefrakzio-indize erlatiboa deritzo. Errefrakzio-indize absolutua, n: Hutsarekikoa da, argiaren kasuan, hutsenean duen abiadura “c”. Errefrakzioan: Maiztasuna ez da aldatzen, hedapen-abiadura, berriz, aldatzen da eta, ondorioz, baita uhin-luzera ere. Muga angelua eta islapen osoa: Argia ingurune batetik errefrakzio-indize txikiagoko beste ingurune batera pasatzean gertatzen dena. Normaletik urrunduz errefraktatzen da. Horrela, Snellen legearen arabera, eraso angelua handiagoa egitean, errefrakzio angelua ere handiagoa egingo da. Eraso angelu jakin baten kasurako: Errefrakzio angelua 90°-koa izango da, errefraktatutako izpia ingurune biak banatzen dituen gainazalaren gainetik irtengo delarik. Eraso angeluak hori baino handiagoak badira, argi guztia islatu egiten da. Fenomeno honi ISLAPEN OSOA deitzen zaio. Muga angelua 90°-ko errefrakzio angeluari dagokion eraso angelua izanik, zera beteko da:

Uhin-higidura energiaren transmisio-era bat da, nolabaiteko perturbazio motaren baten bidez burututakoa, baina materiaren garraio netorik gabekoa. Espazioan hedatzen den perturbazio horri uhina du izena. Uhin motak: Bi mota daude: ingurune materiala behar izatearen ala behar ez izatearen arabera.

• Uhin mekanikoak: Izaera mekanikoa duen perturbazio baten hedapena ingurune material elastiko batean zehar gertatzen da, uhinaren energia mekanikoa transmitituz. ADB: soka, likidoen gainazalekoak eta soinua.
• Uhin elektromagnetikoak: Energia elektromagnetikoaren transmisioa gertatzen da, bi eremu oszilakorren hedapenaren bidez, ingurune materialaren premiarik gabe.

(Bestea) Uhinen hedapen-norabideak inguruneko partikulen higidurarekin duen erlazioaren arabera:

• Zeharkako uhinak: Hedapen-norabidea perturbaturiko ingurunean sorrarazten duen oszilazioaren norabidearen perpendikularra bada da zeharkakoa.
• Luzetarako uhinak: Hedapen-norabidea perturbaturiko ingurunean sorrarazten duen oszilazioaren norabidearen paraleloak dira.

Magnitudeen definizioa: Magnitudeak: Amplitudearen, A (m): Puntu baten elongazio maximoa. Uhin-luzera, λ (m): Fasean dauden ondoz ondoko bi puntuen arteko distantzia. Periodoa, T (s): Uhinak uhin-luzera ibiltzeko behar duen denbora, baita puntu batek oszilazio oso bat egiteko behar duen denbora ere. Maiztasuna, f (Hz): Denbora unitateko uhin-kopurua. Periodoaren alderantzizkoa da. Pultsazioa, ω (s-1): Periodoarekin erlazionatuta dago. Uhin-zenbakia, k (m-1): Uhin-luzerarekin erlazionatuta. Hedapen-abiadura, v (m/s): Zein abiaduraz hedatzen den perturbazioa, ktea da eta horrela kalkulatzen da: v = λ · f. Abiadura hori ingurunearen araberakoa izaten da. Ez dugu nahastu behar hedapen-abiadura bibrazio-abiadurarekin. Puntu bakoitzaren abiadura da eta denborarekiko aldakorra. Uhin armonikoen ekuazioa: Uhin-ekuazioak puntu bakoitzaren elongazioa, y, kalkulatzea ahalbidetzen du, puntuaren posizioaren, x, eta denboraren, t, funtzioan.