Valna formula – definicija, jednadžbe, karakteristike, svojstva, vrste, simptomi i primjeri pitanja
U ovom modernom dobu tehnologija je postala važna. Tehnologija može olakšati rad i skratiti stvarne udaljenosti od tisuća milja, na primjer korištenjem telefona. Jedna od bitnih stvari koja podržava postojanje tehnologije su sredstva, primjerice energija ili valovi kao medij.
Mnogi elektronički predmeti koriste svojstva valova, na primjer prirodu valova koji se mogu širiti Ljudi koriste vakuum za izradu žarulja gdje je prostor unutar žarulje svemir prazan.
Mnogo je elektroničkih uređaja oko nas čija tehnologija koristi valove, ali većina nas ih u potpunosti ne poznaje i ne razumije. A o upotrebi valova i zvučnih valova u svakodnevnom životu detaljnije ćemo govoriti u sljedećem poglavlju.
Također pročitajte članke koji bi mogli biti povezani: Elektromagnetski val
Razumijevanje valova
Val je vibracija koja se širi, u svom širenju val nosi energiju. Drugim riječima, valovi su vibracije koje se šire, a same vibracije su izvor valova. Dakle, valovi su vibracije koje se šire i pokretni valovi će se širiti
energije (vlast). Valovi se također mogu tumačiti kao oblik vibracije koja se širi u mediju.U valovima se širi val, a ne posredni medij. Duljina jednog vala može se vidjeti izračunavanjem udaljenosti između dolina i brda (poprečni valovi) ili izračunavanjem udaljenosti između jedne gustoće i jednog jaza (longitudinalni valovi). Brzina širenja vala je udaljenost koju val prijeđe u jednoj sekundi.
Valna jednadžba
Informacija:
A = amplituda
k = valni broj (valna konstanta)
ω = kutna brzina
y = odstupanje vala (m)
v = brzina širenja valova (m/s)
a = Ubrzanje valova (m/s²)
Valna formula
Određivanje frekvencije, perioda i valne duljine
Lom valova
Također pročitajte članke koji bi mogli biti povezani: Razumijevanje teleskopa
Karakteristike valova
Slijedi nekoliko karakteristika valova koje se sastoje od:
- Može se reflektirati ili zrcaliti
Upoznati ste s ovim događajem refleksije vala kada proučavate geometrijsku optiku. U klasi x u ovom slučaju vrijedi zakon refleksije prema Snelliusu. - Može se prelomiti (refrakcija)
Do loma može doći kada valovi prolaze kroz dva različita medija. - Može se saviti (difrakcija)
Difrakcija (savijanje) nastaje kada valovi prolaze kroz uski procjep. - Može se kombinirati ili kombinirati (smetnje)
Interferencija valova nastaje kada se dva vala spoje (kombiniraju) kako bi proizveli maksimalni i minimalni uzorak interferencije. - Može se polarizirati (polarizacija)
Polarizacija je događaj kada se dio ili cijeli smjer valnih vibracija apsorbira. Ovaj događaj polarizacije događa se samo u transverzalnim valovima. - Može se razgraditi (disperzija)
Zašto je nebo plavo?? To je zato što sunčeva svjetlost doživljava simptome disperzije. Sunčeva svjetlost koju vidite je bijela, ali zapravo se sastoji od crvenih, narančastih, žutih, zelenih, plavih, indigo i ljubičastih zraka. To se događa kada nebo izgleda plavo kada gledate u bijelu ploču, što znači da se svi pigmenti boje reflektiraju u našim očima.
Valna svojstva
Slijedi nekoliko svojstava valova, koja se sastoje od:
1. Svojstva zvučnih valova
- Zvučni valovi zahtijevaju medij za širenje
Budući da su zvučni valovi mehanički valovi, zvuku je potreban medij za širenje. To se može dokazati kada su dva astronauta daleko od Zemlje, a atmosfera u avionu prazna zraku, astronaut ne može voditi izravan razgovor već koristi komunikacijske alate kao npr telefon. Iako su dva astronauta bila u istom zrakoplovu. Sposobnost medija da vibrira čestice je različita, čak postoje mediji koji mogu prigušiti zvuk, na primjer voda. - Zvučni valovi doživljavaju refleksiju (odraz)
Jedno od svojstava valova je da se odbijaju pa to mogu doživjeti i zvučni valovi.Zakon refleksije valova: upadni kut = kut refleksije vrijedi i za zvučne valove. Može se dokazati da refleksija zvuka u zatvorenom prostoru može uzrokovati odjeke. Odnosno, dio reflektiranog zvuka podudara se s izvornim zvukom tako da izvorni zvuk zvuči nejasno. Da izbjegne odjeke u kinima, studijima, radiju, televiziji i koncertnim dvoranama glazbe, zidovi su prekriveni supstancom za prigušivanje zvuka koja se obično pravi od vune, pamuka, stakla, gume ili željezo. - Zvučni valovi doživljavaju lom (refrakciju)
Jedno od svojstava valova je da doživljavaju lom. Događaji refrakcije u svakodnevnom životu, na primjer, noću je zvuk grmljavine glasniji nego danju. To je zato što je tijekom dana zrak u gornjim slojevima hladniji nego u donjim slojevima. Budući da je brzina zvuka na niskim temperaturama manja nego na visokim temperaturama, brzina zvuka u slojevima zraka Gornji sloj je manji od donjeg sloja, što rezultira time da je medij gornjeg sloja gušći od medija sloja niži. Noću se događa suprotno. Tako se tijekom dana zvuk munje širi od gornjeg sloja zraka do donjeg sloja zraka. Ako dolazni zvuk putuje okomito prema dolje, noću, smjer širenja zvuka je pomaknut bliže normalnoj liniji. Najbolje je da se tijekom dana smjer širenja zvuka lomi od normalne linije. U skladu sa zakonom o lomu valova, valovi koji dolaze iz manje gustoće u gušće medij će se lomiti bliže normalnoj liniji ili obrnuto. - Zvučni valovi doživljavaju savijanje (difrakciju)
Zvučni valovi vrlo lako doživljavaju difrakciju jer zvučni valovi u zraku imaju valne duljine u rasponu od centimetara do nekoliko metara. Difrakcija je savijanje valova kada prolaze kroz procjep, veličina procijepa je reda veličine valne duljine. Kao što znamo, duži valovi se lakše difragiraju. Difrakcijski događaji događaju se, primjerice, kada čujemo zvuk motora automobila na zavoju ceste iako nismo vidjeli automobil jer ga blokira visoka zgrada na rubu zavoja. - Kombinacija doživljaja zvučnih valova (smetnje)
Zvučni valovi doživljavaju simptome kombinacije valova ili interferencije koje se mogu podijeliti na dvije, a to su građevinska interferencija ili pojačavanje zvuka i destruktivna interferencija ili slabljenje zvuka. Na primjer, kada se nalazimo između dva zvučnika iste ili gotovo iste frekvencije i amplitude, čut ćemo naizmjenično glasne i slabe zvukove. - Zvučni valovi doživljavaju širenje zvuka
Smetnje uzrokovane dvama zvučnim valovima mogu uzrokovati događaje širenja zvuka, odnosno pojačanje i slabljenje zvuka. To se događa zbog superpozicije dvaju valova koji imaju malo različite frekvencije i šire se u istom smjeru. Ako se dva zvučna vala šire u isto vrijeme, oni će proizvesti najjači zvuk kada su obje faze iste. Ako su dvije vibracije u suprotnoj fazi, proizvodit će se najslabiji zvuk.
Također pročitajte članke koji bi mogli biti povezani: Definicija "intenziteta" & (primjena zvučnih valova)
2. Svojstva svjetlosnih valova
- Svjetlosni valovi doživljavaju smetnje
Svjetlosni valovi, poput zvučnih, mogu ometati. Za dobivanje interferencije svjetlosti potreban je koherentan izvor svjetlosti, naime izvor svjetlosti koji ima istu frekvenciju i fiksnu faznu razliku. Koherentni izvori svjetlosti mogu se promatrati iz pokusa koje su proveli Young i Fresnell. Smetnje svjetlosti mogu proizvesti tamne svjetlosne uzorke. Tamni uzorci nastaju kao posljedica destruktivne interferencije (međusobnog slabljenja) zbog spajanja dvaju valova koji imaju suprotne faze. Svijetli uzorak proizlazi iz konstrukcijske interferencije (međusobnog pojačanja) zbog kombinacije dva vala koja imaju istu fazu. - Svjetlosni valovi doživljavaju difrakciju
Difrakcija vala je proces savijanja vala uzrokovan prisutnošću barijere u obliku praznine ili kutne barijere koja blokira dio fronte vala. Difrakcija svjetlosti također se događa u zasebnim uskim prorezima koji su međusobno paralelni na istoj udaljenosti. Što je uži razmak naziva se difrakcijska rešetka, to je više razmaka u rešetki. Što je oštriji difrakcijski uzorak proizveden na ekranu. Maksimalna difarfrakcija se javlja kada se na ekranu pojave svijetle linije. Difrakcijski uzorak također formiran okruglim prorezom sastoji se od središnjeg svijetlog oblika okruženog svijetlim i tamnim prstenovima. - Svjetlosni valovi doživljavaju polarizaciju
Polarizacija je proces filtriranja smjera vibracije vala. Ovaj alat za filtriranje smjera vibracija zove se Polaroid. Jedan primjer su kristali. Polarizacija se također nalazi u refleksiji i lomu te u dvostrukom lomu. Apsorpcija i refleksija svjetlosti od čestica naziva se raspršenje. Ako u medij (plin) dođe nepolarizirana svjetlost, raspršena svjetlost može biti djelomično ili potpuno polarizirana. Smjer polarizacije je takav da je okomit na ravninu koju tvore linija upadne svjetlosti i linija gledanja.
3. Svojstva elektromagnetskih valova
- Promjene u električnom i magnetskom polju događaju se istodobno.
- Smjerovi električnog i magnetskog polja međusobno su okomiti.
- Jakosti električnog i magnetskog polja međusobno su izravno proporcionalne, naime prema odnosu E = c. B.
- Smjer širenja elektromagnetskih valova uvijek je okomit na smjer električnog i magnetskog polja.
- Elektromagnetski valovi mogu se širiti u vakuumu.
- Elektromagnetski valovi se šire brzinom koja ovisi samo o električnim i magnetskim svojstvima medija.
- Brzina širenja elektromagnetskih valova u vakuumu je opća konstanta i njezina vrijednost je = 3 x 108 m/s.
- Elektromagnetski valovi su transverzalni valovi.
- Elektromagnetski valovi mogu doživjeti procese refleksije, refrakcije, polarizacije, interferencije i difrakcije (savijanja).
Vrste valova
Slijedi nekoliko vrsta valova koji se sastoje od:
1. Na temelju medija
- Mehanički valovi, je val koji za svoje širenje zahtijeva medij, koji kanalizira energiju za proces širenja vala. Zvuk je primjer mehaničkog vala koji se širi kroz promjene tlaka zraka u prostoru (gustoća molekula zraka).
- Elektromagnetski val, naime valovi koji se mogu širiti iako nema medija. Elektromagnetska energija se širi u valovima s nekoliko karakteristika koje se mogu mjeriti, a to su: valna duljina, frekvencija, amplituda i brzina.
Izvori elektromagnetskih valova su sljedeći:
- Električne oscilacije
- Sunčeva svjetlost proizvodi infracrvene zrake
- Živine lampe koje proizvode ultraljubičasto
- Pucanje elektrona u vakuumskoj cijevi na metalni čip proizvodi X-zrake (koje se koriste za X-zrake), a nestabilne atomske jezgre proizvode gama-zrake.
Primjeri elektromagnetskih valova u svakodnevnom životu su sljedeći:
- Radio val
- Mikrovalne pećnice
- Infracrvene zrake
- Ultraljubičasto svijetlo
- Vidljivo svjetlo
- X-zrake i
- Gama zrake
Također pročitajte članke koji bi mogli biti povezani: “Ultrazvučni zvučni valovi” ograničavaju ljudski sluh i (prednosti refleksije u svakodnevnom životu)
2. Na temelju smjera širenja i vibracija
Sastoji se od:
- Transverzalni valovi
naime valovi čiji je smjer širenja okomit na smjer titranja. Primjer transverzalnog vala je strunski val. Kada pomičemo uže gore-dolje, čini se da se uže pomiče gore-dolje u smjeru okomitom na smjer gibanja vala.
Najviša točka vala zove se vrh dok se najniža točka zovedolina. Amplituda najveća je visina vrha ili najveća dubina udoline, mjereno od položaja ravnoteže. Udaljenost od dvije jednake i uzastopne točke na valu naziva se valna duljina(naziva se lambda – grčko slovo). Valnu duljinu također možemo zamisliti kao udaljenost od vrha do vrha ili udaljenost od doline do doline.
- Uzdužni valovi
naime valovi čiji je smjer širenja paralelan sa smjerom titranja (na primjer slinky valovi). Valovi koji se javljaju u vibrirajućem slinkiju su u istom smjeru kao i duljina slinkija u obliku gustoće i deformacije. Udaljenost između dvije susjedne gustoće ili dva susjedna naprezanja naziva se jedan val.
Serija sastanak I naprezanje razmnožava se uz proljeće. Sastanak je područje gdje se svici opruge približavaju jedan drugome, dok naprezanje je područje gdje su svici opruge okrenuti jedan od drugog. Ako transverzalni valovi imaju uzorak vrhova i dolina, onda se longitudinalni valovi sastoje od uzorka gustoće i deformacije. Valna duljina je udaljenost između uzastopnih gustoća ili uzastopnih deformacija. Ovdje se misli na udaljenost od dvije identične i uzastopne točke gustoće ili naprezanja.
Valovi simptomi
Slijedi nekoliko simptoma valova koji se sastoje od:
- Odraz
Na događanjima refleksija vala Primjenjivat će se zakon refleksije vala, naime kut refleksije jednak je kutu upada. To znači da kada upadna valna zraka tvori kut θ s normalnom linijom (pravom okomitom na reflektirajuću površinu), tada će reflektirana zraka tvoriti kut θ s normalnom linijom.
- Lom valova
Refrakcija valova (refrakcija) je skretanje smjera fronte vala kada uđe iz jednog medija u drugi. Ponekad se lom i refleksija javljaju istovremeno. Kada nadolazeći valovi udare u drugi medij, neki od valova će se reflektirati, a drugi će se prenijeti ili lomiti. Do loma dolazi jer valovi imaju različite brzine u različitim medijima.
- Smetnje
Interferencija valova je fuzija ili superpozicija valova kada dva ili više valova stignu na isto mjesto u isto vrijeme. Interferencija dvaju valova može proizvesti valove čije se amplitude međusobno pojačavaju (interferencija maksimum) i također može proizvesti valove čije amplitude međusobno slabe (smetnje minimum).
- Difrakcija valova
Difrakcija valova je događaj savijanja vala kada prolazi kroz uski procjep ili barijeru.
U istom sredstvu valovi se šire pravocrtno. Stoga će se ravni valovi širiti kroz medij također u obliku ravnih valova. Ovo ne vrijedi ako medij ima barijeru ili prepreku u obliku praznine. Za odgovarajuću veličinu razmaka, nadolazeći val se može saviti nakon prolaska kroz procjep. Savijanje valova uzrokovano prisutnošću barijere u obliku jaza naziva se difrakcija valova.
Također pročitajte članke koji bi mogli biti povezani: "Steganografija" Definicija & (Principi - Kriteriji - Aspekti - Vrste)
Ako je barijera razmaka dana širinom, tada difrakcija nije tako jasno vidljiva. Fronta vala koja prolazi kroz procjep savija se samo na rubu procjepa, kao što je prikazano na slici 9 u nastavku. Ako je barijera jaza uska, to jest, veličina je blizu reda valne duljine, tada je difrakcija vala vrlo očita.
Primjeri primjene valova i zvučnih valova u svakodnevnom životu
Slijedi nekoliko primjera primjene valova i zvučnih valova u svakodnevnom životu, koji se sastoje od:
- Radio
Radio energija najniža je razina elektromagnetske energije, s valnim duljinama u rasponu od tisuća kilometara do manje od jednog metra. Najčešće namjene su komunikacije, za istraživanje svemira i radarski sustavi. Radar je koristan za proučavanje vremenskih obrazaca, oluja, stvaranje 3D karata zemljine površine, mjerenje padalina, kretanja leda u polarnim područjima i praćenje okoliša. Radarska valna duljina kreće se od 0,8-100 cm.
- Mikrovalna pećnica
Valna duljina mikrovalnog zračenja kreće se od 0,3 – 300 cm. Koristi se uglavnom u područjima komunikacije i slanja informacija kroz otvorene prostore, kuhanja i aktivnih PJ sustava. U aktivnom PJ sustavu, mikrovalni impulsi se ispaljuju na metu, a refleksije se mjere kako bi se proučile karakteristike mete. Primjer primjene je Microwave Imager (TMI) Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM), koji mjeri mikrovalno zračenje emitirana iz elektromagnetskog spektra Elektromagnetska energija Zemljine atmosfere za mjerenje isparavanja, sadržaja vode u oblacima i intenziteta Kiša.
- Infracrveni
Zdravstvena stanja mogu se dijagnosticirati ispitivanjem infracrvenih emisija iz tijela. Posebne infracrvene fotografije zvane termogrami koriste se za otkrivanje problema s cirkulacijom krvi, artritisa i raka. Infracrveno zračenje također se može koristiti u protuprovalnim alarmima. Lopov će bez njegova znanja blokirati svjetlo i sakriti alarm. Daljinski upravljač komunicira s televizorom putem infracrvenog zračenja koje proizvodi LED (Light Emitting). Dioda ) koji se nalazi u jedinici, tako da možemo daljinski uključiti TV pomoću daljinskog upravljača kontrole.
- Ultraljubičasto
UV svjetlo je potrebno za asimilaciju biljaka i može ubiti klice kožnih bolesti.
- X-zraka
X-zrake se obično koriste u medicini za fotografiranje položaja kostiju u tijelu, posebno za određivanje slomljenih kostiju. Međutim, morate biti oprezni pri korištenju rendgenskih zraka jer se stanice ljudskog tkiva mogu oštetiti dugotrajnom uporabom rendgenskih zraka.
- Glazbeni instrument
U glazbenim instrumentima kao što su gitare, izvor zvuka proizvode vibrirajući objekti, odnosno žice. Ako se žica trza s velikom amplitudom (odstupanjem), proizvedeni zvuk će biti glasniji. A ako se napetost žice rasteže, zvuk će biti jači. Isto je i s bubnjevima i drugim glazbenim instrumentima. Zvuk nastaje jer izvor zvuka vibrira.
- Slijepe naočale
Opremljen ultrazvučnim uređajem za slanje i primanje koji koristi ultrazvučno slanje i primanje.
- Mjerenje dubine oceana
- Medicinska oprema
na ultrazvučnom pregledu (ultrazvuk). Kao primjer, ultrazvučno skeniranje učinjeno pomicanjem sonde oko kože trbuha trudne majke, na ekranu monitora prikazat će se slika fetusa. Promatranjem slika fetusa liječnici mogu pratiti rast, razvoj i zdravlje fetusa. Za razliku od rendgenskih pregleda, ultrazvučni pregledi su sigurni (bez rizika), kako za majku tako i za plod jer Ultrazvučni pregled ili ispitivanje ne oštećuje materijal kroz koji prolazi, pa se naziva ultrazvučno ispitivanje bez štete (ispitivanje bez razaranja, skraćeno NDT).
Tehnike ultrazvučnog skeniranja također se koriste za ispitivanje jetre (bez obzira postoje li znakovi raka jetre ili ne) i mozga. Proizvodnja uređajaultrazvuk za uklanjanje oštećenog moždanog tkiva bez operacije mozga. “Na ovaj način pacijenti se ne moraju podvrgavati visokorizičnoj operaciji mozga. Uklanjanje oštećenog moždanog tkiva može se obaviti bez rezanja i šivanja tjemena ili perforacije lubanje.
Primjer valovitog pitanja
Putujući val koji se širi žicom može se izraziti kao: y = 2 sin π (100t-4x) s y u cm, x u m i t u sekundama. Ako je žica izrađena od materijala čija je gustoća mase po jedinici duljine 20 g/cm, tada je napetost u žici...
Rasprava:
100π = ω
100π = 2πf
50 Hz = f
4π = k
4π = 2π/λ
2 = λ
V niz = λ * f
v = 2*50
v = 100
v = √(μ/f)
100 = √(20/f)
10000 = 20 / f
F = 0,002 N
Bibliografija:
- Beiser, Arthur. 1999. Pojmovi moderne fizike (prijevod). Jakarta: Erlangga.
- Budikase, E, et al, 1987. Fizika za SMU. Jakarta: Odjel za obrazovanje i kulturu.
To je rasprava u vezi Valna formula – definicija, jednadžbe, karakteristike, svojstva, vrste, simptomi i primjeri pitanja Nadamo se da će ova recenzija povećati vaš uvid i znanje, hvala vam na posjeti. 🙂 🙂 🙂