שבירה
מעבר גל מתווך אחד אל תווך שני / ויקיפדיה האנציקלופדיה encyclopedia
שבירה היא תופעה פיזיקלית שבה גל עובר מתווך אחד אל תווך שני. במקרה הכללי חלק ממשרעת הגל מוחזר ממשטח הגבול המפריד בין שני התווכים, ושאר המשרעת עובר לתווך השני.
בתווך השני במקרה הכללי משתנה כוון התקדמות הגל וגם אופי הגל. בדרך כלל תדירות הגל נשמרת, אך אורך הגל משתנה. גל אלקטרומגנטי שאינו מקוטב יכול להפוך למקוטב במעבר, וגל אקוסטי יכול להפוך מאורכי לרוחבי. מעבר תווך יכול לפזר בזוויות שונות תדרים שונים בגל המועבר; עובדה זו מהווה את הבסיס לתופעת הנפיצה. ההסברים הקלאסיים לתופעות כמו שבירה והחזרה, מבוסס על עקרונות שנתגלו באופן ניסויי, דוגמת עקרון הויגנס, או על תובנות עיוניות בעלות אופי כולל (מאקרוסקופי), כמו עקרון פרמה. התמונה היסודית יותר, המיקרוסקופית, מבוססת על אינטראקציה בין הגל הפוגע לבין החומרים מהם עשויים התווכים השונים.
תופעת השבירה היא כללית וחלה על כל סוגי הגלים. עם זאת מאמר זה עוסק בגלים אלקטרומגנטיים כמודל, ובפרט, בגלי אור.
המשמעות הפיזיקלית של פיצול הגל במעבר בין תווכים היא שחלק מהאנרגיה הנישאת בגל מתקדם הלאה, וחלק שלה מוחזר לאחור. למשמעות זו חשיבות מרובה הן באופטיקה והן בתקשורת אלקטרונית של מערכות שידור ומוליכי גלים, מאחר שחלק מהאנרגיה המשוגרת איננו יעיל, מתבזבז ואף עלול לגרום לנזק. למשל, רכיביהן של מערכות אלקטרוניות מחוברים זה לזה דרך כבלים, באמצעות מתאמים היוצרים תיאום עכבות ביניהם. תיאום זה דרוש למניעת הספק חוזר של האות החשמלי[1] המתקדם מרכיב אחד לרכיב אחר.