Вълнова формула – дефиниция, уравнения, характеристики, свойства, типове, симптоми и примерни въпроси

November 13, 2023
ВLecturerpendidikan.Co.Id

В тази модерна епоха технологията стана важна. Технологията може да улесни работата и да съкрати действителните разстояния от хиляди мили, например чрез използване на телефона. Едно от важните неща, които поддържат съществуването на технологията, са средствата, например енергията или вълните като среда.

Много електронни елементи използват свойствата на вълните, например природата на вълните, които могат да се разпространяват Хората използват вакуум, за да правят електрически крушки, където пространството вътре в крушката е пространство празен.

Около нас има много електронни устройства, чиято технология използва вълни, но повечето от нас не ги познават и разбират напълно. И ние ще обсъдим използването на вълни и звукови вълни в ежедневието по-конкретно в следващата глава.

Прочетете също статии, които може да са свързани: Електромагнитна вълна

Разбиране на вълните

Вълна е разпространяваща се вибрация, при разпространението си вълната носи енергия. С други думи, вълните са вибрации, които се разпространяват и самите вибрации са източникът на вълните. И така, вълните са вибрации, които се разпространяват и движещите се вълни ще се разпространяват

instagram viewer

енергия (мощност). Вълните също могат да се тълкуват като форма на вибрация, която се разпространява в среда.

При вълните се разпространява вълната, а не междинната среда. Дължината на една вълна може да се види чрез изчисляване на разстоянието между долини и хълмове (напречни вълни) или чрез изчисляване на разстоянието между една плътност и една празнина (надлъжни вълни). Скоростта на разпространение на вълната е разстоянието, изминато от вълната за една секунда.

Вълново уравнение

Информация:

A = амплитуда

k = вълново число (вълнова константа)

ω = ъглова скорост

y = отклонение на вълната (m)

v = скорост на разпространение на вълната (m/s)

a = Ускорение на вълната (m/s²)

Вълнова формула

Определяне на честота, период и дължина на вълната

Пречупване на вълната

Прочетете също статии, които може да са свързани: Разбиране на телескопа

Характеристики на вълната

Следват няколко характеристики на вълните, състоящи се от:

Може да бъде отразено или огледално
Вие сте запознати с това събитие на отражение на вълната, когато изучавате геометрична оптика. В клас x в този случай се прилага Законът за отражението според Снелиус.
Може да се пречупва (пречупване)
Пречупване може да възникне, когато вълните преминават през две различни среди.
Може да се огъва (дифракция)
Дифракция (огъване) възниква, когато вълните преминават през тясна междина.
Могат да бъдат комбинирани или комбинирани (интерференция)
Вълнова интерференция възниква, когато две вълни се съберат (комбинират), за да създадат максимален и минимален модел на смущение.
Може да бъде поляризиран (поляризация)
Поляризацията е събитие, при което част или цялата посока на вълновите вибрации се абсорбира. Това поляризационно събитие се случва само при напречни вълни.
Може да се разлага (дисперсия)
Защо небето е синьо?? Това е така, защото слънчевата светлина изпитва симптоми на дисперсия. Слънчевата светлина, която виждате, е бяла, но всъщност се състои от червени, оранжеви, жълти, зелени, сини, индигови и виолетови лъчи. Това се случва, когато небето изглежда синьо, когато гледате бяла бяла дъска, което означава, че всички цветни пигменти се отразяват в очите ни.

Свойства на вълната

Следват няколко свойства на вълните, състоящи се от:

1. Свойства на звуковите вълни

Звуковите вълни изискват среда за разпространение
Тъй като звуковите вълни са механични вълни, звукът изисква среда за разпространение. Това може да се докаже, когато двама астронавти са далеч от Земята и атмосферата в самолета е празна въздух, астронавтът не може да води директен разговор, а използва средства за комуникация като напр телефон. Въпреки че двамата астронавти са били в един самолет. Способността на дадена среда да вибрира частици варира, има дори среди, които могат да потискат звука, например вода.
Звуковите вълни изпитват отражение (отражение)
Едно от свойствата на вълните е, че те се отразяват, така че звуковите вълни също могат да изпитат това.Законът за отразяване на вълните: ъгъл на падане = ъгъл на отражение се прилага и за звуковите вълни. Може да се докаже, че отражението на звука в затворено пространство може да предизвика ехо. Тоест, част от отразения звук съвпада с оригиналния звук, така че оригиналният звук звучи неясно. За да избегнете ехо в кина, студия, радио, телевизия и концертни зали музика, стените са покрити със звукоизолиращо вещество, което обикновено се прави от вълна, памук, стъкло, гума или желязо.
Звуковите вълни изпитват пречупване (пречупване)
Едно от свойствата на вълните е, че те изпитват пречупване. Рефракционни събития в ежедневието, например, през нощта звукът от гръмотевица е по-силен, отколкото през деня. Това е така, защото през деня въздухът в горните слоеве е по-хладен, отколкото в долните слоеве. Тъй като скоростта на звука при ниски температури е по-малка, отколкото при високи температури, скоростта на звука в слоевете въздух Горният слой е по-малък от долния, което води до това, че средата на горния слой е по-плътна от средата на слоя нисък. Обратното се случва през нощта. Така през деня звукът от мълнията се разпространява от горния слой на въздуха към долния слой на въздуха. Ако входящият звук се движи вертикално надолу през нощта, посоката на разпространение на звука е по-близка до нормалната линия. Най-добре е през деня посоката на разпространение на звука да е пречупена от нормалната линия. В съответствие със закона за пречупване на вълните вълните, идващи от по-малко плътна среда към по-плътна среда, ще бъдат пречупени по-близо до нормалната линия или обратно.
Звуковите вълни изпитват огъване (дифракция)
Звуковите вълни изпитват дифракция много лесно, тъй като звуковите вълни във въздуха имат дължини на вълните в диапазона от сантиметри до няколко метра. Дифракцията е огъването на вълните, когато преминават през празнина, като размерът на празнината е от порядъка на дължината на вълната. Както знаем, по-дългите вълни се дифрактират по-лесно. Събитията на дифракция възникват например, когато можем да чуем звука на автомобилен двигател на пътен завой, въпреки че не сме видели колата, защото е блокирана от висока сграда в края на завоя.
Комбинация от звукови вълни (смущения)
Звуковите вълни изпитват симптоми на комбинация от вълни или смущения, които могат да бъдат разделени на две, а именно конструктивни смущения или усилване на звука и разрушителни смущения или отслабване на звука. Например, когато се намираме между два високоговорителя с еднаква или почти еднаква честота и амплитуда, ще чуваме редуващи се силни и слаби звуци.
Звуковите вълни изпитват разпространение на звука
Интерференцията, причинена от две звукови вълни, може да причини събития на разпространение на звука, а именно усилване и отслабване на звука. Това се случва поради наслагването на две вълни, които имат малко различни честоти и се разпространяват в една и съща посока. Ако двете звукови вълни се разпространяват едновременно, те ще произведат най-силен звук, когато и двете фази са еднакви. Ако двете вибрации са в противоположна фаза, ще се получи най-слабият звук.

Прочетете също статии, които може да са свързани: Дефиниция на „интензитет“ и (приложение на звукови вълни)

2. Свойства на светлинните вълни

Светлинните вълни изпитват смущения
Светлинните вълни, както и звуковите, могат да пречат. За да се получи светлинна интерференция, е необходим кохерентен източник на светлина, а именно източник на светлина, който има същата честота и фиксирана фазова разлика. Кохерентни източници на светлина могат да се наблюдават от експерименти, проведени от Young и Fresnell. Светлинната интерференция може да доведе до тъмни светлинни модели. Тъмните модели са резултат от разрушителна интерференция (една друга отслабваща) поради сливането на две вълни, които имат противоположни фази. Яркият модел е резултат от конструктивна интерференция (взаимно подсилване) поради комбинацията от две вълни, които имат еднаква фаза.
Светлинните вълни изпитват дифракция
Дифракцията на вълната е процесът на огъване на вълната, причинен от наличието на бариера под формата на празнина или ъглова бариера, която блокира част от фронта на вълната. Дифракцията на светлината възниква и в отделни тесни процепи, успоредни един на друг на същото разстояние. Колкото по-тясна празнина се нарича дифракционна решетка, толкова повече празнини има в решетката. Колкото по-остър е дифракционният модел, получен на екрана. Максимална дифракция се получава, когато на екрана се появят ярки линии. Дифракционният образец, образуван също от кръгъл процеп, се състои от централна ярка форма, заобиколена от светли и тъмни пръстени.
Светлинните вълни изпитват поляризация
Поляризацията е процес на филтриране на посоката на вибрация на вълна. Този инструмент за филтриране на посоката на вибрациите се нарича Polaroid. Един пример са кристалите. Поляризацията се среща и при отражение и пречупване и при двойно пречупване. Поглъщането и отразяването на светлината от частиците се нарича разсейване. Ако неполяризираната светлина влезе в среда (газ), разсеяната светлина може да бъде частично или напълно поляризирана. Посоката на поляризацията е такава, че е перпендикулярна на равнината, образувана от линията на падаща светлина и линията на видимост.

3. Свойства на електромагнитните вълни

Промените в електрическото и магнитното поле се случват едновременно.
Посоките на електрическото и магнитното поле са перпендикулярни една на друга.
Силите на електрическото и магнитното поле са право пропорционални една на друга, а именно според връзката E = c. б.
Посоката на разпространение на електромагнитните вълни винаги е перпендикулярна на посоката на електрическото и магнитното поле.
Електромагнитните вълни могат да се разпространяват във вакуум.
Електромагнитните вълни се разпространяват със скорост, която зависи само от електрическите и магнитните свойства на средата.
Скоростта на разпространение на електромагнитните вълни във вакуум е обща константа и нейната стойност е = 3 x 108 m/s.
Електромагнитните вълни са напречни вълни.
Електромагнитните вълни могат да изпитват процеси на отражение, пречупване, поляризация, интерференция и дифракция (огъване).

Видове вълни

Следват няколко вида вълни, състоящи се от:

1. Въз основа на носителя

Механични вълни, е вълна, която при своето разпространение изисква среда, която канализира енергия за процеса на разпространение на вълната. Звукът е пример за механична вълна, която се разпространява чрез промени във въздушното налягане в пространството (плътността на въздушните молекули).
Електромагнитна вълна, а именно вълни, които могат да се разпространяват дори и да няма среда. Електромагнитната енергия се разпространява във вълни с няколко характеристики, които могат да бъдат измерени, а именно: дължина на вълната, честота, амплитуда и скорост.

Източниците на електромагнитни вълни са както следва:

Електрически трептения
Слънчевата светлина произвежда инфрачервени лъчи
Живачни лампи, които произвеждат ултравиолетови
Изстрелването на електрони във вакуумна тръба към метален чип произвежда рентгенови лъчи (използвани за рентгенови лъчи), а нестабилните атомни ядра произвеждат гама лъчи.

Примери за електромагнитни вълни в ежедневието са следните:

Радиовълна
микровълни
Инфрачервени лъчи
Ултравиолетова светлина
Видима светлина
Рентгенови лъчи и
Гама лъчи

Прочетете също статии, които може да са свързани: „Ултразвукови звукови вълни“ ограничават човешкия слух и (ползи от отражението в ежедневието)

2. Въз основа на посоката на разпространение и вибрациите

Състои се от:

Напречни вълни

а именно вълни, чиято посока на разпространение е перпендикулярна на посоката на вибрациите. Пример за напречна вълна е струнна вълна. Когато движим въжето нагоре и надолу, изглежда, че въжето се движи нагоре и надолу в посока, перпендикулярна на посоката на движение на вълната.

Най-високата точка на вълната се нарича връх докато най-ниската точка се наричадолина. Амплитуда е максималната височина на връх или максималната дълбочина на долина, измерена от позицията на равновесие. Разстоянието от две равни и последователни точки на вълна наречена дължина на вълната(наречена ламбда – гръцка буква). Дължината на вълната може също да се разглежда като разстоянието от връх до връх или разстояние от долина до долина.

Надлъжни вълни

а именно вълни, чиято посока на разпространение е успоредна на посоката на вибрациите (например плъзгащи се вълни). Вълните, които възникват във вибриращите слинки, са в същата посока като дължината на слинките под формата на плътност и напрежение. Разстоянието между две съседни плътности или две съседни деформации се нарича една вълна.

серия среща И щам размножава се през пролетта. Среща е зоната, където пружинните намотки се доближават една до друга, докато щам е зоната, където спиралите на пружината са обърнати една срещу друга. Ако напречните вълни имат модел на върхове и долини, тогава надлъжните вълни се състоят от модел на плътност и напрежение. Дължината на вълната е разстоянието между последователни плътности или последователни деформации. Тук се има предвид разстоянието от две идентични и последователни точки на плътност или напрежение.

Симптоми на вълната

Следват няколко вълнови симптома, състоящи се от:

Отражение

На събития отражение на вълната Ще се приложи законът за отразяване на вълната, а именно ъгълът на отражение е същият като ъгъла на падане. Това означава, че когато падащият вълнов лъч образува ъгъл θ с нормалната линия (линия, перпендикулярна на отразяващата повърхност), тогава отразеният лъч ще образува ъгъл θ с нормалната линия.

Пречупване на вълната

Пречупване на вълната (пречупване) е отклонението на посоката на фронта на вълната, когато той навлиза от една среда в друга. Понякога пречупването и отражението се случват едновременно. Когато входящите вълни ударят друга среда, някои от вълните ще бъдат отразени, а други ще бъдат предадени или пречупени. Пречупването възниква, защото вълните имат различна скорост в различните среди.

Намеса

Вълнова интерференция е сливане или суперпозиция на вълни, когато две или повече вълни пристигнат на едно и също място по едно и също време. Интерференцията на две вълни може да произведе вълни, чиито амплитуди се подсилват взаимно (интерференция максимум) и може също така да произведе вълни, чиито амплитуди взаимно се отслабват (интерференция минимум).

Вълнова дифракция

Вълнова дифракция е събитие на огъване на вълна, когато тя преминава през тесен процеп или бариера.

В една и съща среда вълните се разпространяват по права линия. Следователно правите вълни ще се разпространяват в средата и под формата на прави вълни. Това не важи, ако на средата е поставена бариера или препятствие под формата на празнина. За правилния размер на празнината, входящата вълна може да се огъне след преминаване през празнината. Нарича се огъване на вълната, причинено от наличието на бариера под формата на празнина вълнова дифракция.

Прочетете също статии, които може да са свързани: Дефиниция и "стеганография" (Принципи - Критерии - Аспекти - Типове)

Ако бариерата на междината е дадена по ширина, тогава дифракцията не е толкова ясно видима. Фронтът на вълната, който преминава през пролуката, се огъва само в края на пролуката, както е показано на фигура 9 по-долу. Ако междинната бариера е тясна, тоест размерът е близък до порядъка на дължина на вълната, тогава дифракцията на вълната е много очевидна.

Примери за приложение на вълни и звукови вълни в ежедневието

Следват няколко примера за приложението на вълни и звукови вълни в ежедневието, състоящи се от:

Радио

Радиоенергията е най-ниското ниво на електромагнитна енергия, с дължини на вълните, вариращи от хиляди километри до по-малко от един метър. Най-честите употреби са комуникации, за космически изследвания и радарни системи. Радарът е полезен за изучаване на метеорологични модели, бури, създаване на 3D карти на земната повърхност, измерване на валежите, движението на леда в полярните региони и наблюдение на околната среда. Дължината на вълната на радара варира от 0,8-100 cm.

Микровълнова печка

Дължината на вълната на микровълновото лъчение е от 0,3 до 300 cm. Използва се главно в областите на комуникация и изпращане на информация през открити пространства, готвене и активни PJ системи. В активна PJ система микровълновите импулси се изстрелват към целта и отраженията се измерват, за да се изследват характеристиките на целта. Примерно приложение е Microwave Imager (TMI) на Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM), който измерва микровълновото излъчване излъчвана от електромагнитния спектър Електромагнитна енергия на земната атмосфера за измерване на изпарението, водното съдържание в облаците и интензитета Дъжд.

Инфрачервена връзка

Здравословните състояния могат да бъдат диагностицирани чрез изследване на инфрачервените излъчвания от тялото. Специални инфрачервени снимки, наречени термограми, се използват за откриване на проблеми с кръвообращението, артрит и рак. Инфрачервеното лъчение може да се използва и в алармите срещу взлом. Крадец без негово знание ще блокира светлината и ще скрие алармата. Дистанционното управление комуникира с телевизора чрез инфрачервено лъчение, произведено от LED (излъчване на светлина). Диод ), съдържащ се в устройството, така че можем да включим телевизора дистанционно с помощта на дистанционното контроли.

ултравиолетово

UV светлината е необходима за асимилацията на растенията и може да убие микробите от кожни заболявания.

Рентгенов

Рентгеновите лъчи обикновено се използват в областта на медицината за фотографиране на позицията на костите в тялото, особено за определяне на счупени кости. Въпреки това, трябва да внимавате, когато използвате рентгенови лъчи, тъй като клетките на човешките тъкани могат да бъдат увредени поради продължително използване на рентгенови лъчи.

Музикален инструмент

При музикални инструменти като китари източникът на звук се произвежда от вибриращи обекти, а именно струни. Ако струната се дърпа с голяма амплитуда (отклонение), произведеният звук ще бъде по-силен. И ако напрежението на струната се разтегне, звукът ще бъде по-висок. По същия начин с барабани и други музикални инструменти. Звукът възниква, защото източникът на звук вибрира.

Слепи очила

Оборудван с ултразвуково изпращащо и приемащо устройство, използващо ултразвуково изпращане и получаване.

Измерване на дълбочината на океана
Медицинско оборудване

на ултразвуково изследване (ултразвук). Като пример, ултразвуково сканиране извършва се чрез преместване сонди около кожата на стомаха на бременна майка, на екрана на монитора ще се покаже изображение на плод. Чрез наблюдение на изображения на плода лекарите могат да наблюдават растежа, развитието и здравето на плода. За разлика от рентгеновите, ултразвуковите са безопасни (без риск), както за майката, така и за плода, т.к. Ултразвуковата проверка или тестване не уврежда материала, през който преминава, така че се нарича ултразвуково изследване безвредни (безразрушителен контрол, съкратено NDT).

Техниките за ултразвуково сканиране също се използват за изследване на черния дроб (независимо дали има индикации за рак на черния дроб или не) и мозъка. Производство на устройстваултразвук за премахване на увредена мозъчна тъкан, без да се налага извършване на мозъчна операция. „По този начин пациентите не трябва да се подлагат на високорискова мозъчна операция. Отстраняването на увредена мозъчна тъкан може да се извърши, без да се налага да се изрязва и шие скалпа или да се перфорира черепа.

Пример за Wave Въпрос

Пътуваща вълна, разпространяваща се по проводник, може да се изрази като: y = 2 sin π (100t-4x) с y в cm, x в m и t в секунди. Ако телта е направена от материал с плътност на единица дължина 20 g/cm, тогава напрежението в телта е...

Дискусия:

100π = ω
100π = 2πf
50 Hz = f

4π = k
4π = 2π/λ
2 = λ

V низ = λ * f
v = 2*50
v = 100

v = √(μ/f)
100 = √(20/f)
10000 = 20 / f
F = 0,002 N

Библиография:

Бейзер, Артър. 1999. Концепции на съвременната физика (превод). Джакарта: Erlangga.
Budikase, E, et al, 1987. Физика за SMU. Джакарта: Министерство на образованието и културата.

Това е дискусията относно Вълнова формула – дефиниция, уравнения, характеристики, свойства, типове, симптоми и примерни въпроси Надяваме се, че този преглед може да увеличи вашето разбиране и знания, много ви благодаря за посещението. 🙂 🙂 🙂