Plik charakterystyka fal są charakterystyczne dla zjawiska falowego: długość fali, częstotliwość, doliny, grzbiety, prędkość, energia i inne, które wyjaśnimy w tym artykule.
W falach to nie cząstki przemieszczają się wraz z zakłóceniem, ale energia. Gdy fala rozchodzi się w ośrodku materialnym, którym może być m.in. woda, powietrze lub lina, cząstki ledwo poruszają się z położenia równowagi, aby po krótkim czasie do niego powrócić.
Jednak ruch jest przenoszony z jednej cząstki na drugą, powodując wibracje każdej z nich. W ten sposób wywołujemy zakłócenia fala, podobnie jak fala kibiców na stadionach, kiedy rozgrywane są mecze piłki nożnej.
Badanie fal jest bardzo interesujące, ponieważ żyjemy w świecie ich pełnym: światło, fale morskie, dźwięk muzyki i głos to zjawiska falowe, choć mają inny charakter. Zarówno światło, jak i dźwięk są szczególnie ważne, ponieważ nieustannie potrzebujemy ich do komunikowania się ze światem zewnętrznym..
Jest to pełna ścieżka, którą cząsteczka pokonuje w swoim ruchu w przód iw tył. Na przykład wahadło porusza się do przodu i do tyłu, ponieważ zaczynając od określonego punktu opisuje łuk, zatrzymuje się, gdy osiąga określoną wysokość i powraca do pierwotnego położenia..
Gdyby nie tarcie, ten ruch trwałby w nieskończoność. Ale z powodu tarcia ruch staje się wolniejszy i mniej szeroki, aż wahadło się zatrzyma..
Kiedy poziomo naprężona struna zostaje zakłócona, cząsteczki struny wibrują w kierunku pionowym, to znaczy od góry do dołu, podczas gdy zaburzenie przemieszcza się poziomo wzdłuż struny.
Kiedy cząstka wykonuje ruch w przód iw tył, robi to, poruszając się wokół pewnego punktu, zwanego początkiem lub środkiem oscylacji..
Na przykładzie wahadła znajduje się ono w równowadze w najniższym punkcie i oscyluje wokół niego, jeśli trochę odseparujemy je od tego położenia. Dlatego ten punkt można uznać za środek oscylacji.
Możemy również wyobrazić sobie sprężynę na poziomym stole, przymocowaną z jednej strony do ściany, az drugiej z klockiem. Jeśli system sprężynowy jest niezakłócony, blok znajduje się w określonej pozycji równowagi.
Jednak przez lekkie ściśnięcie lub rozciągnięcie sprężyny system zaczyna oscylować wokół tego położenia równowagi..
Jest to odległość, na jaką cząstka oddala się od środka oscylacji po pewnym czasie. Jest mierzony w metrach, gdy używany jest międzynarodowy system SI..
Jeśli sprężyna z blokiem na jednym końcu jest ściskana lub rozciągana, mówi się, że nastąpiło wydłużenie o „x” liczby metrów, centymetrów lub dowolnej jednostki używanej do pomiaru odległości..
Są to odpowiednio najwyższe i najniższe punkty, do których dochodzi cząstka w odniesieniu do pozycji równowagi y = 0 (patrz rysunek 1).
Jest to maksymalna odległość, na jaką cząstka oddziela się od środka oscylacji, również podawana w metrach. Jest oznaczony jako DO lub jako Y. Tam pozycja równowagi pokrywa się z y = 0 i odpowiada grzbietom i dolinom fali.
Amplituda jest ważnym parametrem, ponieważ jest związana z energią przenoszoną przez falę. Im większa amplituda, tym większa energia, jak ma to miejsce na przykład w przypadku fal oceanicznych.
Węzły to punkty, w których cząstka przechodzi przez środek oscylacji lub położenie równowagi..
Tak nazywa się pełna oscylacja, kiedy cząstka przechodzi z jednego grzbietu do drugiego lub z jednej doliny do następnej. Więc mówimy, że to cyklicznie.
Wahadło wykonuje całkowite wychylenie, gdy przesuwa się o określoną wysokość od pozycji równowagi, przechodzi przez najniższy punkt, wznosi się na tę samą wysokość podczas podróży w kierunku zewnętrznym i powraca do wysokości początkowej w drodze powrotnej.
Ponieważ fale są powtarzalne, ruch cząstek jest okresowy. Okres to czas potrzebny do wykonania pełnej oscylacji i jest zwykle oznaczany dużą literą T. Jednostkami okresu w międzynarodowym systemie SI są sekundy (y).
Jest to odwrotność lub odwrotność wielkości okresu i jest związana z liczbą oscylacji lub cykli wykonanych w jednostce czasu. Jest oznaczony literą fa.
Ponieważ liczba oscylacji nie jest jednostką, sekundy są używane jako częstotliwość-1 (s-1), zwany hercem lub hercem i w skrócie Hz.
Będąc odwrotnością okresu, możemy zapisać matematyczny związek między obiema wielkościami:
f = 1 / T
No cóż:
T = 1 / f
Jeśli na przykład wahadło wykonuje 30 cykli w 6 sekund, jego częstotliwość wynosi:
f = (30 cykli) / (6 s) = 5 cykli / s = 5 Hz.
Jest to odległość między dwoma punktami fali, które znajdują się na tej samej wysokości, pod warunkiem, że nastąpiła pełna oscylacja. Można go mierzyć na przykład od jednego grzbietu do drugiego w rzędzie, ale także od doliny do doliny.
Długość fali jest oznaczona grecką literą λ, którą czyta się jako „lambda” i mierzy się w jednostkach odległości, takich jak metry w układzie międzynarodowym, chociaż istnieje tak duża różnorodność długości fal, że częste są wielokrotności i podwielokrotności.
Jest to odwrotność długości fali pomnożona przez liczbę 2π. Dlatego oznaczając numer fali literą k, mamy:
k = 2π / λ
Jest to prędkość, z jaką przemieszcza się zaburzenie. Jeżeli ośrodek, w którym rozchodzi się fala, jest jednorodny i izotropowy, to znaczy jego właściwości są wszędzie takie same, to prędkość ta jest stała i jest wyrażona wzorem:
v = λ / T
Jednostki prędkości propagacji są takie same, jak dla każdej innej prędkości. W systemie międzynarodowym odpowiada m / s.
Ponieważ okres jest odwrotnością częstotliwości, można go również wyrazić:
v = λ. fa
A ponieważ prędkość jest stała, iloczyn λ.f jest również stały, więc jeśli na przykład długość fali jest modyfikowana, częstotliwość zmienia się, tak że iloczyn pozostaje ten sam.
Jeszcze bez komentarzy