Fale mechaniczne

0:0

Czym są fale mechaniczne. Klasyfikacja fal




Najpierw odpowiedzmy co to jest fala. Otóż jest to rozchodzące się w przestrzeni zaburzenie, drganie. Co drga? To zależy od natury fali. Mogą to być cząsteczki ośrodka materialnego, mogą to być pola fizyczne (elektromagnetyczne, grawitacyjne). Fale można klasyfikować posługując się rozmaitymi kryteriami.
1. Podział fal ze względu na naturę fizyczną fali (co drga)
• Fale mechaniczne, w ośrodkach materialnych drgają tam cząsteczki ośrodka;
• Fale elektromagnetyczne (w tym światło), drgają pola elektryczne i magnetyczne, fale te mogą rozchodzić się w próżni;
• Fale de Broglie’a zwane falami materii, nietypowe, bo nic tam nie drga.
2. Ze względu na liczbę wymiarów
• Fale jednowymiarowe. Np. rozchodzące się wzdłuż sznura.
• Fale dwuwymiarowe. Np. fale na wodzie.
• Fale trójwymiarowe. Fala dźwiękowa, elektromagnetyczne (o ile rozchodzą się swobodnie w przestrzeni).
3. Ze względu na zależność między kierunkiem drgań i kierunkiem rozchodzenia się fali
• Fale poprzeczne
• Fale podłużne
Fale poprzeczne
W falach poprzecznych kierunek drgań jest prostopadły do kierunku rozchodzenia się fali. Fala na sznurze jest poprzeczna.



Fale podłużne
W falach podłużnych kierunek drgań jest równoległy do kierunku rozchodzenia się fali. Przykładem są fale dźwiękowe.



Fale dźwiękowe to przesuwające się zagęszczenia i rozrzedzenia cząsteczek ośrodka.

Ogólne równanie fali. Fale harmoniczne



Równanie fali mówi nam jaka jest zależność wychylenia cząstek ośrodka od położenia równowagi od czasu i położenia danej cząstki (a właściwie jej położenia równowagi) w przestrzeni. Jeśli prędkość fali jest jednakowa dla wszystkich punktów, to ruch fali polega na przesuwaniu się w przestrzeni pewnego impulsu, który jest początkowym profilem fali. Przez oznaczymy wychylenie ze stanu równowagi (chodzi o to, że wychylenie może być wzdłuż osi Oy, ale nie musi, bo fala może być podłużna, zatem oznaczenie wychylenia przez y jest za mało ogólne).
Fala jednowymiarowa przesuwająca się zgodnie z osią Ox.

Fala jednowymiarowa przesuwająca się przeciwnie do osi Ox.

Fala harmoniczna.
Jest to fala o kształcie sinusoidalnym. Zobaczmy jak taka fala wygląda w kilku równych odstępach czasu.



Równanie fali harmonicznej.
– to fala przesuwająca się zgodnie ze zwrotem osi Ox
– to fala przesuwająca się przeciwnie do zwrotu osi Ox
A – to amplituda drgań cząsteczek ośrodka, przez który przesuwa się fala,
– częstość drgań cząsteczek ośrodka (a więc częstość drgań fali),
k – liczba falowa (za chwilę powiem co to jest).
Ważną wielkością charakteryzującą falę jest długość fali oznaczana . Jest to odległość między dwoma najbliższymi punktami fali drgającymi w tej samej fazie.



Częstość fali ma związek z okresem drgań fali
,
a liczba falowa jest związana z długością fali

Na koniec ważny wzór na szybkość rozchodzenia się fali.
, gdzie
f – częstotliwość fali .

Podobne Następny

Nie jesteś zalogowany!

Inne materiały z tej kategorii

TESTY

Nie znaleziono żadnych materiałów.

ZADANIA

Nie znaleziono żadnych materiałów.

FILMY

Nie znaleziono żadnych materiałów.


Autorem "Fale mechaniczne" jest Sławomir Jemielity.
Zabrania się kopiowania, rozpowszechniania i udostępniania materiałów zawartych w Serwisie.

Serwis SOFIZMAT nie odpowiada za treść umieszczanych materiałów, grafik, komentarzy oraz wszelkich innych wpisów pochodzących od użytkowników serwisu.

Korzystanie z witryny www.SOFIZMAT.pl oznacza zgodę na wykorzystywanie
plików cookie, z których niektóre mogą być już zapisane w folderze przeglądarki.