fizyka wzory prawa zadania teoria, chemia teoria zadania wzory, modelarstwo szkutnicze

Fizyka: Ruch falowy

 teoria Ruch falowy

Pobierz program Fizyka: Ruch falowy


Aplikacja na telefon komórkowy
WYMAGANIA:
wyświetlacz o szerokości nie mniejszej niż 128pikseli
JAVA,
 
 
Ten materiał ułatwi Ci naukę w autobusie, tramwaju w pociągu. Nie musisz wyjmować książki, masz to w Swojej komórce…Wystarczy, że komórka obsługuje JAVA oraz ma wyświetlacz o szerokości, co najmniej 128 pikseli.
 


Dodatkowo możesz go wzbogacić innym materiałem. Patrz do:


Przykładowy zrzut działającej aplikacji
 
ściąga na telefon komórkowy
 


Ruch falowy- teoria

Bardzo ważną rzeczą jest podkreślenie faktu, iż na myśli mamy falę mechaniczną, która w przeciwieństwie do fali elektromagnetycznej może się rozchodzić tylko w ośrodkach sprężystych. Im ośrodek jest bardziej sprężysty tym szybkość rozchodzenia się fali mechanicznej jest większa. Wystarczy porównać wartości szybkości dźwięku w kilku różnych ośrodkach- materiałach, w których się rozchodzi.
 

Stal [m/s] Woda [m/s] Powietrze [m/s] Próżnia [m/s]
5000 1450 330 0


 
Dlaczego tak jest?
 
Odpowiedzi należy szukać w "budowie" materiału, w którym rozchodzi się fala. Im cząsteczki tworzące materiał są bliżej siebie tym szybciej rozejdzie się fala w takim ośrodku. Można powiedzieć, że sąsiadujące ze sobą cząsteczki mają krótszą drogę do siebie, aby się zderzyć. W wyniku zderzenia przekazują sobie energię a nie masę! Po zderzeniu każda z cząsteczek wraca na swoje miejsce.
 
Mając na uwadze powyższe można podać definicję fali mechanicznej (sprężystej)
 
Fala mechaniczna (sprężysta)- to zaburzenie rozchodzące się w ośrodku sprężystym, na przykład: w stali, w wodzie, w powietrzu, ale nie w próżni!; polegające na drganiach niewielkich obszarów ośrodka wokół ich położeń równowagi.
 
Ze względu na kierunek drgania cząsteczki ośrodka, przez który przechodzi fala (zaburzenie) dzielimy na
 
a) fale podłużne- cząsteczki ośrodka drgają równolegle do kierunku rozchodzenia się fali
 
9_2_1
 
b) fale poprzeczne- cząsteczki ośrodka drgają prostopadle do kierunku rozchodzenia się fali
 
9_2_2
 
Cechy ruchu fal i wielkości opisujące
-fala sprężysta nie rozchodzi się w próżni;
-fala sprężysta przenosi energię;
-fala sprężysta nie przenosi masy;
-fala sprężysta w danym ośrodku rozchodzi się ze stałą szybkością;
 
Falę opisują poniższe zależności fizyczne
 
9_2_3
 
amplituda- maksymalne wychylenie z położenia równowagi drgającej cząsteczki ośrodka; jednostka to metr
 
długość- to droga przebyta przez falę w czasie, gdy wybrana cząsteczka drgającego ośrodka wykona jedno pełne drganie; jednostka to metr
 
okres- czas potrzebny drgającej cząsteczce na wykonanie jednego pełnego drgania; jednostka to sekunda
 
częstotliwość- ilość pełnych drgań wykonanych przez cząsteczkę w czasie jednej sekundy, nie zależy od ośrodka, w którym się rozchodził jednostka to herc- Hz, odpowiada 1/s
 
Uwaga: ważna właściwość, przy rozwiązywaniu zadań z tego działu często jest wykorzystywana; zapamiętaj fala przy przejściu z jednego ośrodka do drugiego (na przykład powietrze- woda) nie zmienia swojej częstotliwości, zmieni się jej prędkość oraz długość ale częstotliwość nie!
 
Interferencja fal-jeżeli przez ośrodek przechodzi równocześnie kilka fal rozchodzących się z różnych źródeł to wychylenie, jakiego doznaje każda cząsteczka ośrodka jest suma wychyleń każdej z fal. Drgania cząsteczki mogą się osłabiać lub wzmacniać w zależności od tego czy są wynikiem nakładania się fal o fazach zgodnych czy przeciwnych
 
Maksymalne wzmocnienie fal nastąpi, gdy fazy nakładających się na siebie fal są takie same lub różnią się w czasie o jednakową wartość
 
interferencja
 
interferencja wzmocnienie
 
Wygaszenie fal nastąpi, gdy fazy nakładających się na siebie fal są przeciwne lub różnią się o nieparzystą wielokrotność połowy długości fali
 
interferencja wygaszenie
 
intereferencja wygaszenie
 
gdzie r to odpowiednie odległości źródeł fal od punktu ich spotkania.
 
Dyfrakcja fal -to zjawisko ugięcia fali na przeszkodzie lub przy przejściu przez szczelinę
 
dyfrakcja fal
 
Zasada Huygensa każdy punkt ośrodka, do którego dotrze czoło fali, staje się nowym źródłem fali kulistej.
 
Fale stojące- najczęściej powstają w ciałach o skończonych rozmiarach, są wynikiem nakładania się fal biegnących z falami odbitymi od końców tego ciała.. W fali stojącej wyróżnia się dwa charakterystyczne punkty:
 
strzałka- punkt o największej amplitudzie,
 
węzeł- punkt, który nigdy nie drga;
 
fala stojąca
 
Wzory fizyczne związane z ruchem fali mechanicznej
 
Długość fali i okres
 
9_2_4
 
Długość fali i częstotliwość
 
9_2_5
 
Wychylenie od czasu
 
9_2_6