عبور امواج از مواد

چرا سیگنال وای‌فای پشت دیوار بتنی ضعیف می‌شود ولی نور از شیشه می‌گذرد؟ چرا یک ورق نازک فلزی جلوی امواج رادیویی را می‌گیرد ولی جلوی صدا را نه؟ این شبیه‌ساز موجی را از هوا به لایه‌ای از یک ماده و دوباره به هوا می‌فرستد و سه نتیجه ممکن را نشان می‌دهد: بخشی از انرژی در مرز بازتاب می‌شود، بخشی داخل ماده جذب می‌شود و بقیه عبور می‌کند.

چه کارهایی می‌توانید بکنید

• بین امواج صوتی و الکترومغناطیسی جابه‌جا شوید.
• از میان یازده ماده انتخاب کنید: آب، بافت نرم، استخوان، شیشه، چوب خشک، بتن، آجر، آلومینیوم، مس، آهن و سرب.
• فرکانس را در بازه‌ای بسیار وسیع تغییر دهید — از مادون‌صوت تا فراصوت و از امواج رادیویی تا پرتو ایکس و گاما.
• ضخامت لایه را از ۱ میلی‌متر تا ۲ متر تغییر دهید و واکنش نوارهای انرژی را ببینید.
• طول موج در هوا و در ماده، امپدانس، ضریب تضعیف و فاز داخل لایه را بخوانید.

برای صوت از امپدانس آکوستیکی Z = ρc و بازتاب‌های چندباره داخل لایه استفاده می‌شود. برای امواج رادیویی تا نوری، امپدانس مختلط محیط دی‌الکتریک یا رسانا محاسبه می‌شود و در بسامدهای خیلی بالا مدل تضعیف نمایی فوتون به کار می‌رود. مقادیر مواد تقریب‌های آموزشی هستند.