Valovne značilnosti

Slika 1. Reprezentativni parametri sinusoidnega vala. Vir: f. Zapata.

The Valovne značilnosti So značilno za valoviti pojav: valovno dolžino, frekvenco, doline, grebene, hitrost, energijo in druge, ki jih bomo razložili v tem članku.

V valovih ne potujejo z motnjo, ampak energijo. Ko se val širi v materialnem mediju, ki je lahko voda, zrak ali vrv, se med drugim delci samo premaknejo iz ravnotežnega položaja, da se vrnejo vanj po kratkem času.

Vendar se gibanje prenaša iz enega delca v drugega, zaradi česar vsak od njih vibrira. Na ta način se motnje, ki jo kličemo, širi na sredini vibracija, Kot to počne val navijačev na stadionih, ko se igrajo nogometne tekme.

Študija valov je zelo zanimiva, saj živimo v svetu, polnem njih: svetlobi, morski valovi, zvok glasbe in glasu so vsi valoviti pojavi, čeprav različnih narave. Tako svetloba kot zvok sta še posebej pomembna, saj jih nenehno potrebujemo za komunikacijo z zunanjim svetom.

Kakšne so značilnosti valov?

Vibracija

Popolna tura je delček v svojem nihajočem gibanju. Na primer, nihalo ima gibanje nihanja, saj od določene točke opisuje lok, se ustavi, ko doseže določeno višino in se vrne v prvotni položaj.

Če ne bi bilo trenja, bi to gibanje sledilo v nedogled. Toda zaradi trenja postane gibanje počasnejše in počasnejše in najmanj širokega nihanja, dokler se nihalo ne ustavi.

Lahko vam služi: drugi zakon termodinamike: formule, enačbe, primeri

Ko je motena horizontalna napeta vrv, delci vrvi vibrirajo v navpični smeri, torej od zgoraj navzdol, medtem ko motnja potuje vodoravno vzdolž vrvi.

Nihajni center

Ko delček naredi nihajoči premik, se premika glede na določeno točko, imenovano Origin ali Oscilation Center.

V primeru nihala je v ravnotežju na najnižji točki in okoli tega niha, če ga malo ločimo od tega položaja. Zato lahko to točko šteje za središče nihanja.

Prav tako si lahko predstavljamo vzmet ali vzmet na vodoravni mizi, ki je na en konec do stene in z blokom na drugem koncu. Če je sistem vzmetne ščetke neumoren, je blok v določenem ravnotežnem položaju.

Vendar pa sistem pri stiskanju ali raztezanju vzmeti začne sistem nihanje okoli tega ravnotežnega položaja.

Raztezanje

To je razdalja, da se delček po nekaj časa oddalji od nihajnega središča. Meri v metrih, ko se uporablja mednarodni sistem, če.

Če je vzmet stisnjena ali raztegnjena z blokom na enem koncu, pravi se, da je doživela podaljševanje "x" števila metrov, centimetrov ali enote, ki se uporablja za merjenje razdalje.

Grebeni in doline

So najvišje in najnižje točke, ki jih delček doseže glede na ravnotežni položaj y = 0 (glej sliko 1).

Amplituda

Morje valovi, ko imajo veliko amplitude, nosijo veliko energije

To je največja razdalja, da se delček loči od nihajnega centra in je podan tudi v metrih. Označeno je kot Do ali kot in. Tam ravnotežni položaj sovpada z y = 0 in ustreza grebenom in valovnim dolinam.

Vam lahko služi: dinamično ali kinetično trenje: koeficient, primeri, vaje

Amplituda je pomemben parameter, saj je povezan z energijo, ki prevaža val. Večja je amplituda, večja je energija, kot pri morskih valovih, na primer.

Vozlišče

Vozlišča so točke, na katerih delček prehaja skozi oscilacijski center ali ravnotežni položaj.

Cikel

Temu pravimo popolno nihanje, ko delček prehaja iz enega grebena v drugega ali iz doline v drugo. Potem rečemo, da je naredil cikel.

Nihalo izvede popolno nihanje, ko se določena višina ravnotežnega položaja odmakne, preide skozi najnižjo točko, se na potovanju dvigne na isto višino in se vrne v začetno višino v povratnem potovanju.

Obdobje

Ker se valovi ponavljajo, je gibanje delcev časopis. Obdobje je čas, ki je potreben za popolno nihanje in je običajno zavrnjen z velikimi črkami t. Enote obdobja v mednarodnem sistemu, če so druge (-i).

Frekvenca

To je obratna ali vzajemna velikost obdobja in je povezana s količino nihanj ali ciklov, narejenih na enoto časa. Označuje ga s pismom F.

Ker količina nihanj ni enota, se za frekvenco uporabljajo sekunde^-1 (s^-1), imenovan Hertz ali Hertzios in skrajšano HZ.

Ker smo v tem obdobju obratno, lahko napišemo matematični odnos med obema velikosti:

F = 1 /t

O No:

T = 1/f

Če na primer nihalo v 6 sekundah izvede 30 ciklov, je njegova frekvenca:

F = (30 ciklov)/(6 s) = 5 ciklov/s = 5 Hz.

Vam lahko služi: relativna gostota: izračun, primeri, vaje

Valovna dolžina

To je razdalja med dvema točkama vala, ki je na isti višini, pod pogojem, da je bilo izvedeno popolno nihanje. Izmerimo ga lahko iz enega grebena do drugega zaporednega, na primer, pa tudi iz doline do doline.

Valovno dolžino označuje grška črka λ, ki se glasi "Lambda" in se meri v enotah na daljavo, kot so merilniki mednarodnega sistema, čeprav obstaja tako veliko različnih valovnih dolžin.

Valovna številka

Je obratna velikost valovne dolžine, pomnožena s številko 2π. Zato imamo z označevanjem valovne številke s črko K:

K = 2π / λ

Hitrost širjenja

To je hitrost, s katero potuje motnja. Če je medij, v katerem se val širi, homogeni in izotropni, to je, da so njegove lastnosti povsod enake, potem je ta hitrost konstantna in je dana:

V = λ / t

Enote hitrosti širjenja so enake enoti za katero koli drugo hitrost. V mednarodnem sistemu ustreza m/s.

Ker je obdobje obratno od frekvence, ga je mogoče izraziti tudi:

v = λ . F

In ker je hitrost konstantna, izdelek λ.f tudi tako, da če je na primer valovna dolžina spremenjena, se frekvenca spremeni tako, da izdelek ostane enak.

Reference

1. Giancoli, d.  2006. Fizika: načela z aplikacijami. 6. Ed Prentice Hall.
2. Hewitt, Paul. 2012. Konceptualna fizikalna znanost. 5. Ed. Pearson.
3. Sears, Zemansky. 2016. Univerzitetna fizika s sodobno fiziko. 14. Ed. Zvezek 1. Pearson.
4. Serway, r., Jewett, J. (2008). Fizika za znanost in inženiring. Zvezek 1. 7. Ed. Cengage učenje.
5. Tipler, str. (2006) Fizika za znanost in tehnologijo. 5. izd. Zvezek 1. Uredništvo se je vrtelo.