mediaovergangen

Mediaovergangen zijn grensvlakken tussen twee media met verschillende eigenschappen, waar golven die het grensgebied passeren kunnen worden gereflecteerd en doorgelaten. Bij optische mediaovergangen verandert de voortplantingssnelheid en de golflengte van het licht door de verschillende refractieindices van de media. Deze overgangen bepalen hoe licht buigt, hoeveel licht wordt teruggekaatst en hoe veel energie het tweede medium binnenkomt.

In de optica volgt de buiging van licht de wet van Snellius: n1 sin θ1 = n2 sin θ2, waarbij n het refractief index is en θ de invallingshoek. De Fresnel-vergelijkingen geven de reflectie- en transmissiecoëfficiënten, die afhangen van de polarisatie. Bij overgang van een media met hogere naar lagere index kan bij voldoende invalshoek total internal reflection optreden, wat leidt tot vrijwel volledige reflectie en geen doorstroming in het tweede medium.

Ook akoestische mediaovergangen zijn belangrijk: geluidsgolven veranderen snelheid en impedantie wanneer ze een grens tussen media met verschillende dichtheden en geluidssnelheden passeren. De mate van reflectie en doorstroming hangt af van het verschil in akoestische impedantie Z = ρc. Grote mismatch levert sterke reflectie; kleine mismatch laat meer energie door.

Randvoorwaarden spelen een cruciale rol: elektromagnetische velden moeten tangentiale E- en H-velden continu houden bij de grens, terwijl normale D- en B-velden kunnen veranderen door oppervlaktecharges of magnetisatie. Voor geluid gelden continuïteitsvoorwaarden voor druk en deeltjesbeweging.

Toepassingen omvatten optische vezels, anti-reflecterende coatings, golfgeleiders en seismische exploratie, evenals het ontwerp van metamaterialen die het gedrag van mediaovergangen kunnen sturen.