Formula de undă - Definiție, Ecuații, Caracteristici, Proprietăți, Tipuri, Simptome și Exemple de întrebări
În această eră modernă, tehnologia a devenit importantă. Tehnologia poate ușura munca și poate scurta distanțele reale de mii de mile, de exemplu prin utilizarea telefonului. Unul dintre lucrurile importante care susține existența tehnologiei sunt mijloacele, de exemplu energia sau valurile ca mediu.
Multe articole electronice utilizează proprietățile undelor, de exemplu natura undelor care se pot propaga Oamenii folosesc vidul pentru a face becuri acolo unde spațiul din interiorul becului este spațiu gol.
În jurul nostru există multe dispozitive electronice a căror tehnologie folosește unde, dar cei mai mulți dintre noi nu le cunoaștem și nu le înțelegem pe deplin. Și vom discuta despre utilizarea undelor și a undelor sonore în viața de zi cu zi mai precis în capitolul următor.
Citiți și articole care ar putea avea legătură: Undă electromagnetică
Înțelegerea undelor
Val este o vibrație care se propagă, în propagarea ei unda poartă energie. Cu alte cuvinte, undele sunt vibrații care se propagă, iar vibrațiile în sine sunt sursa undelor. Deci, undele sunt vibrații care se propagă și undele în mișcare se vor propaga
energie (putere). Undele pot fi interpretate și ca o formă de vibrație care se propagă într-un mediu.În valuri, unda este cea care se propagă, nu mediul intermediar. Lungimea unui val poate fi văzută calculând distanța dintre văi și dealuri (valuri transversale) sau calculând distanța dintre o densitate și un decalaj (valuri longitudinale). Viteza de propagare a undei este distanța parcursă de undă într-o secundă.
Ecuația undelor
Informație:
A = amplitudine
k = numărul de undă (constanta de undă)
ω = viteza unghiulara
y = abaterea undei (m)
v = viteza de propagare a undei (m/s)
a = Accelerația undei (m/s²)
Formula Valului
Determinarea frecvenței, perioadei și lungimii de undă
Refracția undelor
Citiți și articole care ar putea avea legătură: Înțelegerea telescopului
Caracteristicile valului
Următoarele sunt câteva caracteristici ale valurilor, constând din:
- Poate fi reflectat sau oglindit
Sunteți familiarizat cu acest eveniment de reflexie a undelor când studiați optica geometrică. În clasa x, în acest caz se aplică Legea reflexiei după Snellius. - Poate fi refractat (refracție)
Refracția poate apărea atunci când undele trec prin două medii diferite. - Poate fi flexat (difracție)
Difracția (îndoirea) are loc atunci când undele trec printr-un gol îngust. - Poate fi combinat sau combinat (interferență)
Interferența undelor apare atunci când două unde se unesc (se combină) pentru a produce un model de interferență maxim și minim. - Poate fi polarizat (polarizare)
Polarizarea este evenimentul în care o parte sau întreaga direcție a vibrațiilor undei este absorbită. Acest eveniment de polarizare are loc numai în unde transversale. - Poate fi descompus (dispersie)
De ce este cerul albastru?? Acest lucru se datorează faptului că lumina soarelui experimentează simptome de dispersie. Lumina soarelui pe care o vedeți este albă, dar de fapt constă din raze roșii, portocalii, galbene, verzi, albastre, indigo și violete. Acest lucru se întâmplă atunci când cerul pare albastru când te uiți la o tablă albă, ceea ce înseamnă că toți pigmenții de culoare sunt reflectați în ochii noștri.
Proprietăți ale valului
Următoarele sunt câteva proprietăți ale undelor, constând din:
1. Proprietățile undelor sonore
- Undele sonore necesită un mediu pentru a se propaga
Deoarece undele sonore sunt unde mecanice, sunetul necesită un mediu pentru a se propaga. Acest lucru poate fi dovedit atunci când doi astronauți sunt departe de Pământ și atmosfera din avion este goală aer, astronautul nu poate avea o conversație directă ci folosește instrumente de comunicare precum telefon. Chiar dacă cei doi astronauți se aflau în același avion. Capacitatea unui mediu de a vibra particulele variază, există chiar medii care pot atenua sunetul, de exemplu apa. - Undele sonore experimentează reflexia (reflexia)
Una dintre proprietățile undelor este că sunt reflectate, astfel încât undele sonore pot experimenta și acest lucru.Legea reflexiei undelor: unghi de incidență = unghi de reflexie se aplică și undelor sonore. Se poate dovedi că reflectarea sunetului într-un spațiu închis poate provoca ecouri. Adică, o parte din sunetul reflectat coincide cu sunetul original, astfel încât sunetul original să sune neclar. Pentru a evita ecourile în cinematografe, studiouri, radio, televiziune și săli de concerte muzică, pereții sunt acoperiți cu o substanță de amortizare a sunetului care este de obicei realizată din lână, bumbac, sticlă, cauciuc sau fier. - Undele sonore experimentează refracția (refracția)
Una dintre proprietățile undelor este că sunt supuse refracției. Evenimentele de refracție din viața de zi cu zi, de exemplu, noaptea sunetul tunetului este mai puternic decât în timpul zilei. Acest lucru se datorează faptului că în timpul zilei aerul din straturile superioare este mai rece decât în straturile inferioare. Deoarece viteza sunetului la temperaturi scăzute este mai mică decât la temperaturi ridicate, viteza sunetului în straturile de aer Stratul superior este mai mic decât stratul inferior, ceea ce duce la faptul că stratul superior este mai dens decât mediul stratului inferior. Opusul se întâmplă noaptea. Deci, în timpul zilei, sunetul fulgerului se propagă de la stratul superior de aer în cel inferior. Dacă sunetul primit se deplasează vertical în jos, noaptea, direcția de propagare a sunetului este polarizată mai aproape de linia normală. Cel mai bine este ca în timpul zilei direcția de propagare a sunetului să fie refractă departe de linia normală. În conformitate cu legea refracției undelor, undele care vin dintr-un mediu mai puțin dens într-un mediu mai dens vor fi refractate mai aproape de linia normală sau invers. - Undele sonore experimentează îndoirea (difracția)
Undele sonore experimentează difracția foarte ușor, deoarece undele sonore din aer au lungimi de undă cuprinse între centimetri și câțiva metri. Difracția este îndoirea undelor atunci când trec printr-un gol, dimensiunea intervalului este de ordinul lungimii de undă. După cum știm, undele mai lungi sunt mai ușor difractate. Evenimentele de difracție apar, de exemplu, atunci când putem auzi sunetul unui motor de mașină la o curbă de drum, deși nu am văzut mașina deoarece este blocată de o clădire înaltă la marginea curbei. - Combinarea experienței undelor sonore (interferență)
Undele sonore prezintă simptome de combinare a undelor sau interferențe care pot fi împărțite în două, și anume interferența în construcție sau întărirea sunetului și interferența distructivă sau slăbirea sunetului. De exemplu, atunci când ne aflăm între două difuzoare cu aceeași sau aproape aceeași frecvență și amplitudine, vom auzi alternativ sunete puternice și slabe. - Undele sonore experimentează propagarea sunetului
Interferența cauzată de două unde sonore poate provoca evenimente de propagare a sunetului, și anume întărirea și slăbirea sunetului. Acest lucru se întâmplă din cauza suprapunerii a două unde care au frecvențe ușor diferite și se propagă în aceeași direcție. Dacă cele două unde sonore se propagă în același timp, ele vor produce cel mai puternic sunet atunci când ambele faze sunt aceleași. Daca cele doua vibratii sunt in faza opusa, se va produce cel mai slab sunet.
Citiți și articole care ar putea avea legătură: Definiția „intensității” și (aplicarea undelor sonore)
2. Proprietățile undelor luminoase
- Undele luminoase experimentează interferențe
Undele luminoase, precum undele sonore, pot interfera. Pentru a obține interferența luminii este nevoie de o sursă de lumină coerentă și anume o sursă de lumină care să aibă aceeași frecvență și o diferență de fază fixă. Sursele de lumină coerente pot fi observate din experimentele efectuate de Young și Fresnell. Interferența luminii poate produce modele de lumină întunecată. Modelele întunecate rezultă din interferența distructivă (atenuându-se reciproc) datorită fuziunii a două unde care au faze opuse. Modelul luminos rezultă din interferența construcției (întărire reciprocă) datorită combinației a două unde care au aceeași fază. - Undele de lumină experimentează difracția
Difracția undelor este procesul de îndoire a undei cauzat de prezența unei bariere sub forma unui gol sau a unei bariere de colț care blochează o parte a frontului de undă. Difracția luminii are loc și în fante înguste separate, paralele între ele, la aceeași distanță. Cu cât decalajul este mai îngust se numește rețea de difracție, cu atât mai multe goluri sunt într-un rețele. Cu cât modelul de difracție produs pe ecran este mai clar. Difarfracția maximă apare atunci când pe ecran apar linii luminoase. Modelul de difracție, de asemenea, format dintr-o fantă rotundă, constă dintr-o formă centrală strălucitoare, înconjurată de inele deschise și întunecate. - Undele de lumină experimentează polarizarea
Polarizarea este procesul de filtrare a direcției de vibrație a unei unde. Acest instrument pentru filtrarea direcției de vibrație se numește Polaroid. Un exemplu sunt cristalele. Polarizarea se găsește și în reflexie și refracție și în dublă refracție. Absorbția și reflectarea luminii de către particule se numesc împrăștiere. Dacă lumina nepolarizată intră într-un mediu (gaz), lumina împrăștiată poate fi polarizată parțial sau complet. Direcția de polarizare este de așa natură încât este perpendiculară pe planul format de linia luminii incidente și linia de vedere.
3. Proprietățile undelor electromagnetice
- Modificări ale câmpului electric și câmpului magnetic au loc în același timp.
- Direcțiile câmpului electric și ale câmpului magnetic sunt perpendiculare între ele.
- Intensitățile câmpului electric și magnetic sunt direct proporționale între ele și anume în funcție de relația E = c. B.
- Direcția de propagare a undelor electromagnetice este întotdeauna perpendiculară pe direcția câmpului electric și a câmpului magnetic.
- Undele electromagnetice se pot propaga în vid.
- Undele electromagnetice se propagă cu o viteză care depinde numai de proprietățile electrice și magnetice ale mediului.
- Viteza de propagare a undelor electromagnetice în vid este o constantă generală și valoarea acesteia este = 3 x 108 m/s.
- Undele electromagnetice sunt unde transversale.
- Undele electromagnetice pot experimenta procesele de reflexie, refracție, polarizare, interferență și difracție (îndoire).
Tipuri de valuri
Următoarele sunt mai multe tipuri de valuri, constând din:
1. Bazat pe mediu
- Unde mecanice, este o undă care în propagarea ei necesită un mediu, care canalizează energia pentru procesul de propagare a unei unde. Sunetul este un exemplu de undă mecanică care se propagă prin modificări ale presiunii aerului în spațiu (densitatea moleculelor de aer).
- Undă electromagnetică, și anume unde care se pot propaga chiar dacă nu există mediu. Energia electromagnetică se propagă în unde cu mai multe caracteristici care pot fi măsurate și anume: lungimea undei, frecvența, amplitudinea și viteza.
Sursele undelor electronmagnetice sunt următoarele:
- Oscilații electrice
- Lumina soarelui produce raze infraroșii
- Lămpi cu mercur care produc ultraviolete
- Tragerea electronilor într-un tub vid la un cip metalic produce raze X (folosite pentru raze X), iar nucleele atomice instabile produc raze gamma.
Exemple de unde electronmagnetice în viața de zi cu zi sunt următoarele:
- Unda radio
- Cuptoare cu microunde
- Raze infraroșii
- Lumină ultravioletă
- Lumina vizibila
- raze X și
- Raze gamma
Citiți și articole care ar putea avea legătură: „Undele de sunet cu ultrasunete” limitează auzul uman și (Beneficiile reflectării în viața de zi cu zi)
2. Pe baza direcției de propagare și vibrație
Este format din:
- Unde transversale
anume unde a caror directie de propagare este perpendiculara pe directia vibratiei. Un exemplu de undă transversală este unda șir. Când mișcăm frânghia în sus și în jos, se pare că frânghia se mișcă în sus și în jos într-o direcție perpendiculară pe direcția mișcării undei.
Cel mai înalt punct al undei se numește vârf în timp ce punctul cel mai de jos este numitvale. Amplitudine este înălțimea maximă a unui vârf sau adâncimea maximă a unei văi, măsurată din poziția de echilibru. Distanța de la două puncte egale și consecutive pe un val numita lungime de unda(numit lambda – litera greacă). Lungimea de undă poate fi considerată și ca distanța de la vârf la vârf sau distanța de la vale la vale.
- Unde longitudinale
și anume unde a căror direcție de propagare este paralelă cu direcția de vibrație (de exemplu unde slinky). Undele care apar în slinki-ul vibrator sunt în aceeași direcție cu lungimea slinki-ului sub formă de densitate și deformare. Se numește distanța dintre două densități adiacente sau două tulpini adiacente un val.
O serie întâlnire Și încordare se propagă de-a lungul primăverii. Întâlnire este zona în care bobinele arcului se apropie unele de altele, în timp ce încordare este zona în care bobinele arcului sunt îndreptate unul față de celălalt. Dacă undele transversale au un model de vârfuri și văi, atunci undele longitudinale constau dintr-un model de densitate și deformare. Lungimea de undă este distanța dintre densitățile succesive sau deformațiile succesive. Ceea ce se înțelege aici este distanța de la două puncte identice și consecutive de densitate sau deformare.
Simptomele valurilor
Următoarele sunt câteva simptome de val, constând în:
- Reflecţie
La evenimente reflexia undei Se va aplica legea reflexiei undei, și anume unghiul de reflexie este același cu unghiul de incidență. Aceasta înseamnă că atunci când fasciculul de undă incidentă formează un unghi θ cu linia normală (o linie perpendiculară pe suprafața reflectantă), atunci fasciculul reflectat va forma un unghi θ cu linia normală.
- Refracția undelor
Refracția undelor (refracția) este devierea direcției unui front de undă atunci când acesta intră dintr-un mediu în altul. Uneori, refracția și reflexia apar simultan. Când undele de intrare lovesc un alt mediu, unele dintre unde vor fi reflectate, iar altele vor fi transmise sau refractate. Refracția are loc deoarece undele au viteze diferite în medii diferite.
- Interferență
Interferența undelor este fuziunea sau suprapunerea undelor atunci când două sau mai multe unde ajung în același loc în același timp. Interferența a două unde poate produce unde ale căror amplitudini se întăresc reciproc (interferență maxim) și poate produce și unde ale căror amplitudini se atenuează reciproc (interferență minim).
- Difracția undelor
Difracția undelor este evenimentul de îndoire a valului atunci când trece printr-un gol sau o barieră îngustă.
În același mediu, undele se propagă în linie dreaptă. Prin urmare, undele drepte se vor propaga pe tot mediul și sub formă de unde drepte. Acest lucru nu se aplică dacă mediului i se oferă o barieră sau un obstacol sub forma unui spațiu. Pentru dimensiunea corectă a golului, valul de intrare se poate îndoi după ce trece prin gol. Se numește curbarea valurilor cauzată de prezența unei bariere sub formă de gol difracția undelor.
Citiți și articole care ar putea avea legătură: „Steganografie” Definiție și (Principii - Criterii - Aspecte - Tipuri)
Dacă bariera de gol este dată de lățime, atunci difracția nu este atât de clar vizibilă. Frontul de undă care trece prin gol se îndoaie doar la marginea golului, așa cum se arată în Figura 9 de mai jos. Dacă bariera de gol este îngustă, adică dimensiunea este apropiată de ordinul unei lungimi de undă, atunci difracția de undă este foarte evidentă.
Exemple de aplicare a undelor și a undelor sonore în viața de zi cu zi
Următoarele sunt câteva exemple de aplicare a undelor și undelor sonore în viața de zi cu zi, constând în:
- Radio
Energia radio este cea mai scăzută formă de energie electromagnetică, cu lungimi de undă variind de la mii de kilometri până la mai puțin de un metru. Cele mai frecvente utilizări sunt comunicațiile, pentru cercetarea spațială și sistemele radar. Radarul este util pentru studierea modelelor meteorologice, furtunilor, crearea de hărți 3D ale suprafeței pământului, măsurarea precipitațiilor, mișcarea gheții în regiunile polare și monitorizarea mediului. Lungimea de undă a radarului variază de la 0,8 la 100 cm.
- Cuptor cu microunde
Lungimea de undă a radiației cu microunde variază între 0,3 și 300 cm. Utilizarea sa este în principal în domeniile comunicării și trimiterii de informații prin spații deschise, gătit și sisteme active PJ. Într-un sistem PJ activ, pulsurile de microunde sunt trase către o țintă și reflexiile sunt măsurate pentru a studia caracteristicile țintei. Un exemplu de aplicație este Microwave Imager (TMI) de la Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM), care măsoară radiația cu microunde. emisă din spectrul electromagnetic Energia electromagnetică a atmosferei Pământului pentru a măsura evaporarea, conținutul de apă din nori și intensitatea Ploaie.
- Infraroşu
Condițiile de sănătate pot fi diagnosticate prin investigarea emisiilor infraroșii din organism. Fotografiile speciale în infraroșu numite termograme sunt folosite pentru a detecta problemele de circulație a sângelui, artrita și cancerul. Radiația infraroșie poate fi folosită și în alarmele antiefracție. Un hoț fără știrea lui va bloca lumina și va ascunde alarma. Telecomanda comunică cu televizorul prin radiația infraroșie produsă de LED (Light Emitting). Dioda ) conținută în unitate, astfel încât să putem porni televizorul de la distanță folosind telecomandă controale.
- Ultraviolet
Lumina UV este necesară pentru asimilarea plantelor și poate ucide germenii din bolile de piele.
- Raze X
Razele X sunt utilizate în mod obișnuit în domeniul medical pentru a fotografia poziția oaselor în organism, în special pentru a determina oasele rupte. Cu toate acestea, trebuie să aveți grijă când utilizați razele X, deoarece celulele țesuturilor umane pot fi deteriorate din cauza utilizării prelungite a razelor X.
- Instrument muzical
La instrumentele muzicale precum chitarele, sursa sonoră este produsă de obiecte care vibrează, și anume corzi. Dacă coarda este ciupită cu o amplitudine mare (abatere), sunetul produs va fi mai puternic. Iar dacă tensiunea corzii este întinsă, sunetul va fi mai mare. La fel și cu tobe și alte instrumente muzicale. Sunetul apare deoarece sursa de sunet este vibrată.
- Ochelari orbi
Echipat cu un dispozitiv de trimitere și recepție cu ultrasunete care utilizează trimiterea și recepția cu ultrasunete.
- Măsurarea adâncimii oceanului
- Echipament medical
la examenul cu ultrasunete (ecografie). Ca exemplu, scanare cu ultrasunete realizat prin mutare sonde în jurul pielii stomacului unei mame însărcinate, pe ecranul monitorului va fi afișată o imagine a unui făt. Prin observarea imaginilor fătului, medicii pot monitoriza creșterea, dezvoltarea și sănătatea fătului. Spre deosebire de examinările cu raze X, examinările cu ultrasunete sunt sigure (fără risc), atât pentru mamă, cât și pentru făt deoarece Inspecția sau testarea cu ultrasunete nu deteriorează materialul prin care trece, așa că se numește testare cu ultrasunete nevătămătoare (testare nedistructivă, prescurtat NDT).
Tehnicile de scanare cu ultrasunete sunt, de asemenea, folosite pentru a examina ficatul (indiferent dacă există sau nu indicii de cancer hepatic) și creierul. Fabricarea dispozitivelorecografie pentru a îndepărta țesutul cerebral deteriorat fără a fi nevoie să efectuați o intervenție chirurgicală pe creier. „În acest fel, pacienții nu trebuie să fie supuși unei intervenții chirurgicale pe creier cu risc ridicat. Îndepărtarea țesutului cerebral deteriorat se poate face fără a fi nevoie să tăiați și să coaseți scalpul sau să perforați craniul.
Exemplu de întrebare Wave
O undă care se propagă pe un fir poate fi exprimată ca: y = 2 sin π (100t-4x) cu y în cm, x în m și t în secunde. Dacă firul este realizat dintr-un material cu o densitate de masă pe unitate de lungime de 20 g/cm, atunci tensiunea din fir este...
Discuţie:
100π = ω
100π = 2πf
50 Hz = f
4π = k
4π = 2π/λ
2 = λ
șir V = λ * f
v = 2*50
v = 100
v = √(μ/f)
100 = √(20/f)
10000 = 20 / f
F = 0,002 N
Bibliografie:
- Beiser, Arthur. 1999. Concepte de fizică modernă (traducere). Jakarta: Erlangga.
- Budikase, E, et al, 1987. Fizica pentru SMU. Jakarta: Departamentul Educației și Culturii.
Asta e discutia cu privire la Formula de undă - Definiție, Ecuații, Caracteristici, Proprietăți, Tipuri, Simptome și Exemple de întrebări Sperăm că această recenzie vă poate spori înțelegerea și cunoștințele, vă mulțumesc foarte mult pentru vizită. 🙂 🙂 🙂