Golfformule - Definitie, vergelijkingen, kenmerken, eigenschappen, typen, symptomen en voorbeeldvragen
In dit moderne tijdperk is technologie belangrijk geworden. Technologie kan het werk gemakkelijker maken en daadwerkelijke afstanden van duizenden kilometers verkorten, bijvoorbeeld door het gebruik van de telefoon. Een van de belangrijke dingen die het bestaan van technologie ondersteunen zijn de middelen, bijvoorbeeld energie of golven als medium.
Veel elektronische apparaten maken gebruik van de eigenschappen van golven, bijvoorbeeld de aard van golven die zich kunnen voortplanten Mensen gebruiken een vacuüm om gloeilampen te maken waarbij de ruimte in de lamp ruimte is leeg.
Er zijn veel elektronische apparaten om ons heen waarvan de technologie gebruik maakt van golven, maar de meesten van ons kennen en begrijpen ze niet volledig. En in het volgende hoofdstuk zullen we het gebruik van golven en geluidsgolven in het dagelijks leven specifieker bespreken.
Lees ook artikelen die mogelijk gerelateerd zijn: Elektromagnetische golf
Golven begrijpen
Golf is een zich voortplantende trilling; in zijn voortplanting draagt de golf energie. Met andere woorden, golven zijn trillingen die zich voortplanten en de trillingen zelf zijn de bron van de golven. Golven zijn dus trillingen die zich voortplanten en bewegende golven zullen zich voortplanten
energie (stroom). Golven kunnen ook worden geïnterpreteerd als een vorm van trilling die zich voortplant in een medium.Bij golven is het de golf die zich voortplant, niet het tussenmedium. De lengte van één golf kan worden bepaald door de afstand tussen valleien en heuvels te berekenen (transversale golven) of door de afstand tussen één dichtheid en één opening te berekenen (longitudinale golven). De voortplantingssnelheid van de golf is de afstand die de golf in één seconde aflegt.
Golfvergelijking
Informatie:
A = amplitude
k = golfnummer (golfconstante)
ω = hoeksnelheid
y = Golfafwijking (m)
v = Golfvoortplantingssnelheid (m/s)
a = Golfversnelling (m/s²)
Golfformule
Bepalen van frequentie, periode en golflengte
Golfbreking
Lees ook artikelen die mogelijk gerelateerd zijn: Telescoop begrijpen
Golfkarakteristieken
Hieronder volgen verschillende kenmerken van golven, bestaande uit:
- Kan worden gereflecteerd of gespiegeld
Je bent bekend met deze golfreflectie als je geometrische optica bestudeert. In klasse x geldt in dit geval de Wet van de reflectie volgens Snellius. - Kan worden gebroken (refractie)
Breking kan optreden wanneer golven door twee verschillende media gaan. - Kan worden gebogen (diffractie)
Diffractie (buiging) treedt op wanneer golven door een nauwe opening gaan. - Kan worden gecombineerd of gecombineerd (interferentie)
Golfinterferentie treedt op wanneer twee golven samenkomen (samenkomen) om een maximaal en minimaal interferentiepatroon te produceren. - Kan gepolariseerd zijn (polarisatie)
Polarisatie is het geval dat een deel of de gehele richting van golftrillingen wordt geabsorbeerd. Deze polarisatiegebeurtenis treedt alleen op bij transversale golven. - Kan worden ontbonden (dispersie)
Waarom is de lucht blauw?? Dit komt doordat zonlicht verspreidingssymptomen ervaart. Het zonlicht dat je ziet is wit, maar bestaat eigenlijk uit rode, oranje, gele, groene, blauwe, indigo en violette stralen. Dit gebeurt wanneer de lucht blauw lijkt als je naar een wit whiteboard kijkt, wat betekent dat alle kleurpigmenten in onze ogen worden weerspiegeld.
Golfeigenschappen
Hieronder volgen verschillende eigenschappen van golven, bestaande uit:
1. Eigenschappen van geluidsgolven
- Geluidsgolven hebben een medium nodig om zich voort te planten
Omdat geluidsgolven mechanische golven zijn, heeft geluid een medium nodig om zich voort te planten. Dit kan worden bewezen als twee astronauten zich ver van de aarde bevinden en de atmosfeer in het vliegtuig leeg is lucht kan de astronaut geen direct gesprek voeren, maar gebruikt hij communicatiemiddelen zoals telefoon. Ook al zaten de twee astronauten in hetzelfde vliegtuig. Het vermogen van een medium om deeltjes te laten trillen varieert, er zijn zelfs mediums die geluid kunnen dempen, bijvoorbeeld water. - Geluidsgolven ervaren reflectie (reflectie)
Een van de eigenschappen van golven is dat ze worden gereflecteerd, dus geluidsgolven kunnen dit ook ervaren.De wet van golfreflectie: hoek van inval = hoek van reflectie geldt ook voor geluidsgolven. Het is bewezen dat de weerkaatsing van geluid in een afgesloten ruimte echo's kan veroorzaken. Dat wil zeggen dat een deel van het gereflecteerde geluid samenvalt met het originele geluid, zodat het originele geluid onduidelijk klinkt. Om echo's in bioscopen, studio's, radio-, televisie- en concertzalen te voorkomen muziek, de muren zijn bedekt met een geluiddempende substantie die meestal is gemaakt van wol, katoen, glas, rubber of ijzer. - Geluidsgolven ervaren breking (Refraction)
Een van de eigenschappen van golven is dat ze breking ondergaan. Brekingsgebeurtenissen in het dagelijks leven, bijvoorbeeld 's nachts is het geluid van de donder luider dan overdag. Dit komt doordat de lucht in de bovenste lagen overdag koeler is dan in de onderste lagen. Omdat de geluidssnelheid bij koude temperaturen kleiner is dan bij hoge temperaturen, is de geluidssnelheid in luchtlagen De bovenste laag is kleiner dan de onderste laag, waardoor het bovenste laagmedium dichter is dan het laagmedium lager. Het tegenovergestelde gebeurt 's nachts. Overdag plant het geluid van bliksem zich dus voort van de bovenste luchtlaag naar de onderste luchtlaag. Als het binnenkomende geluid 's nachts verticaal naar beneden beweegt, wordt de voortplantingsrichting van het geluid dichter bij de normaallijn gebracht. Het is het beste dat overdag de richting van de geluidsvoortplanting wordt gebroken, weg van de normaallijn. In overeenstemming met de wet van golfbreking zullen golven die van een minder dicht medium naar een dichter medium komen, dichter bij de normaallijn worden gebroken of omgekeerd. - Geluidsgolven ervaren buiging (diffractie)
Geluidsgolven ervaren heel gemakkelijk diffractie omdat geluidsgolven in de lucht golflengten hebben in het bereik van centimeters tot enkele meters. Diffractie is het buigen van golven wanneer ze door een opening gaan; de grootte van de opening ligt in de orde van de golflengte. Zoals we weten worden langere golven gemakkelijker afgebogen. Diffractiegebeurtenissen doen zich bijvoorbeeld voor wanneer we het geluid van een automotor in een bocht kunnen horen, ook al hebben we de auto niet gezien omdat deze wordt geblokkeerd door een hoog gebouw aan de rand van de bocht. - Combinatie van geluidsgolvenervaring (interferentie)
Geluidsgolven ervaren symptomen van golfcombinaties of interferentie die in tweeën kunnen worden verdeeld, namelijk constructie-interferentie of geluidsversterking en destructieve interferentie of geluidsverzwakking. Wanneer we ons bijvoorbeeld tussen twee luidsprekers bevinden met dezelfde of bijna dezelfde frequentie en amplitude, zullen we afwisselend luide en zwakke geluiden horen. - Geluidsgolven ervaren geluidsvoortplanting
De interferentie veroorzaakt door twee geluidsgolven kan geluidsvoortplantingsgebeurtenissen veroorzaken, namelijk geluidsversterking en -verzwakking. Dit gebeurt als gevolg van de superpositie van twee golven die enigszins verschillende frequenties hebben en zich in dezelfde richting voortplanten. Als de twee geluidsgolven zich tegelijkertijd voortplanten, zullen ze het sterkste geluid produceren als beide fasen hetzelfde zijn. Als de twee trillingen in tegengestelde fase zijn, wordt het zwakste geluid geproduceerd.
Lees ook artikelen die mogelijk gerelateerd zijn: Definitie “Intensiteit” & (Toepassing van geluidsgolven)
2. Eigenschappen van lichtgolven
- Lichtgolven ervaren interferentie
Lichtgolven kunnen, net als geluidsgolven, interfereren. Om lichtinterferentie te verkrijgen is een coherente lichtbron nodig, namelijk een lichtbron met dezelfde frequentie en een vast faseverschil. Coherente lichtbronnen kunnen worden waargenomen uit experimenten uitgevoerd door Young en Fresnell. Lichtinterferentie kan donkere lichtpatronen veroorzaken. Donkere patronen zijn het gevolg van destructieve interferentie (die elkaar verzwakt) als gevolg van de samensmelting van twee golven met tegengestelde fasen. Het heldere patroon is het gevolg van constructie-interferentie (onderlinge versterking) als gevolg van de combinatie van twee golven met dezelfde fase. - Lichtgolven ervaren diffractie
Golfdiffractie is het proces van golfbuiging veroorzaakt door de aanwezigheid van een barrière in de vorm van een opening of hoekbarrière die een deel van het golffront blokkeert. Lichtdiffractie vindt ook plaats in afzonderlijke smalle spleten evenwijdig aan elkaar op dezelfde afstand. Hoe smaller de opening een diffractierooster wordt genoemd, des te meer openingen er in een rooster zitten. Hoe scherper het diffractiepatroon dat op het scherm wordt geproduceerd. Maximale diffarfractie treedt op wanneer heldere lijnen op het scherm verschijnen. Het diffractiepatroon, eveneens gevormd door een ronde spleet, bestaat uit een centrale heldere vorm omgeven door lichte en donkere ringen. - Lichtgolven ervaren polarisatie
Polarisatie is het proces waarbij de trillingsrichting van een golf wordt gefilterd. Dit hulpmiddel voor het filteren van de trillingsrichting heet Polaroid. Een voorbeeld zijn kristallen. Polarisatie wordt ook aangetroffen bij reflectie en breking en bij dubbele breking. De absorptie en reflectie van licht door deeltjes wordt verstrooiing genoemd. Als ongepolariseerd licht in een medium (gas) terechtkomt, kan het verstrooide licht gedeeltelijk of volledig gepolariseerd zijn. De polarisatierichting is zodanig dat deze loodrecht staat op het vlak gevormd door de lijn van invallend licht en de zichtlijn.
3. Eigenschappen van elektromagnetische golven
- Veranderingen in het elektrische veld en het magnetische veld vinden tegelijkertijd plaats.
- De richtingen van het elektrische veld en het magnetische veld staan loodrecht op elkaar.
- De elektrische en magnetische veldsterktes zijn recht evenredig met elkaar, namelijk volgens de relatie E = c. B.
- De voortplantingsrichting van elektromagnetische golven staat altijd loodrecht op de richting van het elektrische veld en het magnetische veld.
- Elektromagnetische golven kunnen zich voortplanten in een vacuüm.
- Elektromagnetische golven planten zich voort met een snelheid die alleen afhangt van de elektrische en magnetische eigenschappen van het medium.
- De voortplantingssnelheid van elektromagnetische golven in vacuüm is een algemene constante en de waarde ervan is = 3 x 108 m/s.
- Elektromagnetische golven zijn transversale golven.
- Elektromagnetische golven kunnen de processen van reflectie, breking, polarisatie, interferentie en diffractie (buigen) ervaren.
Soorten golven
De volgende zijn verschillende soorten golven, bestaande uit:
1. Gebaseerd op het medium
- Mechanische golven, is een golf die voor zijn voortplanting een medium nodig heeft, dat energie kanaliseert voor het voortplantingsproces van een golf. Geluid is een voorbeeld van een mechanische golf die zich voortplant door veranderingen in de luchtdruk in de ruimte (de dichtheid van luchtmoleculen).
- Elektromagnetische golf, namelijk golven die zich kunnen voortplanten, zelfs als er geen medium is. Elektromagnetische energie plant zich voort in golven met verschillende karakteristieken die gemeten kunnen worden, namelijk: golflengte, frequentie, amplitude en snelheid.
Bronnen van elektromagnetische golven zijn als volgt:
- Elektrische trillingen
- Zonlicht produceert infraroodstralen
- Kwiklampen die ultraviolet produceren
- Het schieten van elektronen in een vacuümbuis op een metalen chip produceert röntgenstraling (gebruikt voor röntgenstraling) en onstabiele atoomkernen produceren gammastraling.
Voorbeelden van elektromagnetische golven in het dagelijks leven zijn als volgt:
- Radio Golf
- Magnetrons
- Infraroodstralen
- Ultraviolet licht
- Zichtbaar licht
- Röntgenfoto's en
- Gamma stralen
Lees ook artikelen die mogelijk gerelateerd zijn: “Ultrasone geluidsgolven” beperken het menselijk gehoor en (voordelen van reflectie in het dagelijks leven)
2. Gebaseerd op de voortplantingsrichting en trillingen
Bestaat uit:
- Dwarse golven
namelijk golven waarvan de voortplantingsrichting loodrecht staat op de trillingsrichting. Een voorbeeld van een transversale golf is een snaargolf. Wanneer we het touw op en neer bewegen, lijkt het erop dat het touw op en neer beweegt in een richting loodrecht op de richting van de golfbeweging.
Het hoogste punt van de golf wordt genoemd hoogtepunt terwijl het laagste punt wordt genoemdvallei. Amplitude is de maximale hoogte van een piek of maximale diepte van een dal, gemeten vanaf de evenwichtspositie. De afstand van twee gelijke en opeenvolgende punten op een golf golflengte genoemd(genaamd lambda – Griekse letter). Golflengte kan ook worden gezien als de afstand van piek tot piek of afstand van vallei tot vallei.
- Longitudinale golven
namelijk golven waarvan de voortplantingsrichting evenwijdig is aan de trillingsrichting (bijvoorbeeld slinky-golven). De golven die optreden in de trillende slinki zijn in dezelfde richting als de lengte van de slinki in de vorm van dichtheid en spanning. De afstand tussen twee aangrenzende dichtheden of twee aangrenzende spanningen wordt genoemd één golf.
Een reeks ontmoeting En deformatie plant zich voort in de lente. Ontmoeting is het gebied waar de veerspiralen elkaar naderen, terwijl deformatie is het gebied waar de veerspiralen van elkaar af gericht zijn. Als transversale golven een patroon van pieken en dalen hebben, bestaan longitudinale golven uit een patroon van dichtheid en spanning. Golflengte is de afstand tussen opeenvolgende dichtheden of opeenvolgende spanningen. Wat hier wordt bedoeld is de afstand tot twee identieke en opeenvolgende punten van dichtheid of spanning.
Golfsymptomen
Hieronder volgen verschillende golfsymptomen, bestaande uit:
- Reflectie
Bij evenementen golf reflectie De wet van golfreflectie zal van toepassing zijn, namelijk dat de reflectiehoek hetzelfde is als de invalshoek. Dit betekent dat wanneer de invallende golfbundel een hoek θ vormt met de normaallijn (een lijn loodrecht op het reflecterende oppervlak), de gereflecteerde bundel een hoek θ zal vormen met de normaallijn.
- Golfbreking
Golfbreking (breking) is de afbuiging van de richting van een golffront wanneer het van het ene medium naar het andere gaat. Soms treden breking en reflectie tegelijkertijd op. Wanneer binnenkomende golven een ander medium raken, zullen sommige golven worden gereflecteerd en andere worden doorgelaten of gebroken. Breking treedt op omdat golven in verschillende media verschillende snelheden hebben.
- Interferentie
Golfinterferentie is de samensmelting of superpositie van golven wanneer twee of meer golven tegelijkertijd op dezelfde plaats aankomen. De interferentie van twee golven kan golven voortbrengen waarvan de amplitudes elkaar versterken (interferentie). maximum) en kunnen ook golven produceren waarvan de amplitudes elkaar verzwakken (interferentie minimum).
- Golfdiffractie
Golfdiffractie is de gebeurtenis waarbij een golf buigt wanneer deze door een nauwe opening of barrière gaat.
In hetzelfde medium planten golven zich in een rechte lijn voort. Daarom zullen rechte golven zich ook door het medium voortplanten in de vorm van rechte golven. Dit geldt niet als het medium een barrière of obstakel krijgt in de vorm van een kloof. Voor de juiste spleetgrootte kan de inkomende golf buigen nadat hij door de spleet is gegaan. Golfbuiging veroorzaakt door de aanwezigheid van een barrière in de vorm van een opening wordt genoemd golfdiffractie.
Lees ook artikelen die mogelijk gerelateerd zijn: Definitie en (principes - criteria - aspecten - typen) van "Steganografie"
Als de spleetbarrière wordt gegeven door de breedte, is diffractie niet zo duidelijk zichtbaar. Het golffront dat door de opening gaat, buigt alleen aan de rand van de opening, zoals weergegeven in figuur 9 hieronder. Als de spleetbarrière smal is, dat wil zeggen als de grootte dichtbij de orde van een golflengte ligt, dan is de golfdiffractie heel duidelijk.
Voorbeelden van de toepassing van golven en geluidsgolven in het dagelijks leven
Hieronder volgen enkele voorbeelden van de toepassing van golven en geluidsgolven in het dagelijks leven, bestaande uit:
- Radio
Radio-energie is de vorm van elektromagnetische energie op het laagste niveau, met golflengten variërend van duizenden kilometers tot minder dan één meter. De meest voorkomende toepassingen zijn communicatie, voor ruimteonderzoek en radarsystemen. Radar is handig voor het bestuderen van weerpatronen, stormen, het maken van 3D-kaarten van het aardoppervlak, het meten van regenval, ijsbewegingen in poolgebieden en het monitoren van de omgeving. De radargolflengte varieert van 0,8-100 cm.
- Magnetron
De golflengte van microgolfstraling varieert van 0,3 – 300 cm. Het gebruik ervan vindt voornamelijk plaats op het gebied van communicatie en het verzenden van informatie via open ruimtes, koken en actieve PJ-systemen. In een actief PJ-systeem worden microgolfpulsen op een doel afgevuurd en worden de reflecties gemeten om de kenmerken van het doel te bestuderen. Een voorbeeldtoepassing is de Microwave Imager (TMI) van de Tropical Rainfall Measurement Mission (TRMM), die microgolfstraling meet uitgezonden door het elektromagnetische spectrum Elektromagnetische energie van de atmosfeer van de aarde om verdamping, watergehalte in wolken en intensiteit te meten Regen.
- Infrarood
Gezondheidsproblemen kunnen worden gediagnosticeerd door infraroodstraling van het lichaam te onderzoeken. Speciale infraroodfoto's, thermogrammen genaamd, worden gebruikt om problemen met de bloedcirculatie, artritis en kanker op te sporen. Infraroodstraling kan ook worden gebruikt bij inbraakalarmen. Een dief zonder zijn medeweten zal het licht blokkeren en het alarm verbergen. De afstandsbediening communiceert met de tv via infraroodstraling geproduceerd door de LED (Light Emitting). Diode ) in het apparaat, zodat we de tv op afstand kunnen inschakelen met behulp van de afstandsbediening controles.
- Ultraviolet
UV-licht is nodig voor de assimilatie van planten en kan ziektekiemen van huidziekten doden.
- Röntgenfoto
Röntgenfoto's worden in de medische wereld vaak gebruikt om de positie van botten in het lichaam te fotograferen, vooral om gebroken botten vast te stellen. U moet echter voorzichtig zijn bij het gebruik van röntgenfoto's, omdat menselijke weefselcellen kunnen worden beschadigd door langdurig gebruik van röntgenfoto's.
- Muziekinstrument
Bij muziekinstrumenten zoals gitaren wordt de geluidsbron geproduceerd door trillende voorwerpen, namelijk snaren. Als de snaar met een grote amplitude (afwijking) wordt aangeslagen, zal het geproduceerde geluid luider zijn. En als de spanning van de snaar wordt uitgerekt, zal de klank hoger zijn. Hetzelfde geldt voor drums en andere muziekinstrumenten. Geluid ontstaat doordat de geluidsbron in trilling wordt gebracht.
- Blinde bril
Uitgerust met een ultrasoon zend- en ontvangstapparaat dat gebruik maakt van ultrasoon verzenden en ontvangen.
- Het meten van de diepte van de oceaan
- Medische apparatuur
bij echoscopisch onderzoek (echografie). Als voorbeeld, ultrasoon scannen gedaan door te bewegen sondes rond de huid van de buik van een zwangere moeder wordt een beeld van een foetus op het beeldscherm weergegeven. Door beelden van de foetus te observeren, kunnen artsen de groei, ontwikkeling en gezondheid van de foetus volgen. In tegenstelling tot röntgenonderzoek is ultrasoon onderzoek veilig (geen risico), zowel voor de moeder als voor de foetus Ultrasone inspectie of testen beschadigt het materiaal waar het doorheen gaat niet, daarom wordt dit ultrasoon testen genoemd niet schadelijk (niet-destructief onderzoek, afgekort NDT).
Ook worden met ultrasone scantechnieken de lever (of er aanwijzingen zijn voor leverkanker) en de hersenen onderzocht. Productie van apparatenechografie om beschadigd hersenweefsel te verwijderen zonder een hersenoperatie te hoeven uitvoeren. “Op deze manier hoeven patiënten geen risicovolle hersenoperaties te ondergaan. Het verwijderen van beschadigd hersenweefsel kan worden gedaan zonder dat de hoofdhuid hoeft te worden afgesneden en genaaid of de schedel hoeft te worden geperforeerd.
Voorbeeld van een golfvraag
Een lopende golf die zich voortplant op een draad kan worden uitgedrukt als: y = 2 sin π (100t-4x) met y in cm, x in m en t in seconden. Als de draad is gemaakt van een materiaal met een massadichtheid per lengte-eenheid van 20 g/cm, dan is de spanning in de draad...
Discussie:
100π = ω
100π = 2πf
50 Hz = f
4π = k
4π = 2π/λ
2 = λ
V-snaar = λ * f
v = 2*50
v = 100
v = √(μ/f)
100 = √(20/f)
10000 = 20 / v
F = 0,002 N
Bibliografie:
- Beiser, Arthur. 1999. Concepten van de moderne natuurkunde (vertaling). Djakarta: Erlangga.
- Budikase, E, et al, 1987. Natuurkunde voor SMU. Jakarta: Ministerie van Onderwijs en Cultuur.
Dat is de discussie over Golfformule - Definitie, vergelijkingen, kenmerken, eigenschappen, typen, symptomen en voorbeeldvragen Hopelijk kan deze recensie uw inzicht en kennis vergroten, hartelijk dank voor uw bezoek. 🙂 🙂 🙂