Κυματικά φαινόμενα: τι είναι, παραδείγματα, περίληψη

Ολα τα κυματικά φαινόμενα που υπάρχουν στη φύση εμφανίζονται λόγω της διάδοσης διαφορετικών τύπων κυμάτων. Τα κύματα είναι πολύ συγκεκριμένες κινήσεις, που χαρακτηρίζονται από παλμούς ή διαδοχικούς παλμούς, στους οποίους υπάρχει, αποκλειστικά, η διάδοση της ενέργειας.

Διαβάστε επίσης: 5 πράγματα που πρέπει να ξέρετε για τα κύματα

Περίληψη κυματικών φαινομένων

• Τα κυματικά φαινόμενα αποτελούνται από κύματα και είναι εξαιρετικά σημαντικά για την ανάπτυξη της σύγχρονης κοινωνίας.
• Τα κύματα είναι μορφές διάδοσης ενέργειας.
• Τα κυματικά φαινόμενα χαρακτηρίζονται από διάδοση κυμάτων.
• Τα κυματικά φαινόμενα είναι:
  • ανάκλαση: είναι η ιδιότητα που σχετίζεται με το γεγονός ότι αντανακλώνται τα κυματικά φαινόμενα.
  • περίθλαση: είναι η ιδιότητα των κυματικών φαινομένων να παρακάμπτουν εμπόδια.
  • διάθλαση: είναι η ιδιότητα της αλλαγής της ταχύτητας διάδοσης των φαινομένων κυμάτων.
  • πόλωση: είναι το χαρακτηριστικό των κυματικών φαινομένων που πρέπει να φιλτράρονται.
  • συντονισμός: είναι όταν η συχνότητα ταλάντωσης ενός φαινομένου κύματος συμπίπτει με τη φυσική συχνότητα ταλάντωσης ενός φυσικού συστήματος.
  • διασπορά: είναι η ιδιότητα του συνδυασμού των κυματικών φαινομένων, με αποτέλεσμα την αλλαγή της ταχύτητας του κύματος που προκύπτει.
  • παρεμβολή: είναι η ιδιότητα των οδοντωτών φαινομένων που μπορούν να προστεθούν ή να μειωθούν.
• Το φως του ήλιου και ο ήχος είναι παραδείγματα κυμάτων διαφορετικής φύσης.

Μη σταματάς τώρα… Υπάρχουν και άλλα μετά τη διαφήμιση ;)

Τι είναι τα κυματικά φαινόμενα;

Τα οδοντωτά φαινόμενα είναι εκείνα στα οποία οι φυσικές αρχές πίσω από το γεγονός είναι οι κυματιστά. Είναι σημαντικό να τονιστεί ότι, στη φύση, αρκετά φαινόμενα μπορούν να χαρακτηριστούν ως οδοντωτά.

Για παράδειγμα, ο ήχος που ακούμε όταν μιλάει ένα άτομο είναι ένα είδος κύματος. Σε αυτή την περίπτωση, ακούμε λόγω της διαταραχής στα μόρια του αέρα που διαδίδονται στο αυτί μας, στα οποία έχουμε μια δομή ικανή να δεχτεί και να αναγνωρίσει αυτή τη διαταραχή.

Σε περίπτωση που ΦΟΥΡΝΟΣ ΜΙΚΡΟΚΥΜΑΤΩΝ, που χρησιμοποιείται για οικιστικούς σκοπούς, έχουμε τη δημιουργία και διάδοση ενός άλλου τύπου κύματος, διαφορετικού από τα ηχητικά κύματα και χαρακτηρίζεται ως ηλεκτρομαγνητικό κύμα. Μπορούμε να δούμε, στις δύο περιπτώσεις που αναφέρθηκαν, ότι οι τύποι των κυμάτων και, επομένως, τα κυματικά φαινόμενα που εμπλέκονται έχουν διαφορετική φύση.

Τι είδους κυματικά φαινόμενα;

Ακόμα χρησιμοποιώντας τα δύο κυματικά φαινόμενα που αναφέρθηκαν και με πιο συγκεκριμένο τρόπο, ορίζουμε το το ηχητικό φαινόμενο ως φαινόμενο των μηχανικών κυμάτων και ο φούρνος μικροκυμάτων ως φαινόμενο του Ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Ποια είναι όμως η διαφορά μεταξύ των δύο φύσεων αυτών των φαινομένων; Στην πρώτη περίπτωση έχουμε την παρουσία ηχητικών κυμάτων.

Ομικρό ηχητικά κύματα χρειάζονται απαραίτητα ένα μέσο διάδοσης. Αυτό σημαίνει ότι μπορούμε μόνο να ακούμε, καθώς το ηχητικό κύμα χρειάζεται αέρα για να διαδοθεί ενέργεια. Στη δεύτερη περίπτωση, έχουμε την εμφάνιση ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Αυτά δεν απαιτούν υλικά μέσα για τον πολλαπλασιασμό.

Με άλλα λόγια, τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα ταξιδεύουν στο κενό. Γι' αυτό το ηλιακό φως μπορεί να φτάσει στη Γη. Φυσικά, δεν μπορούμε να μην αναφέρουμε το γεγονός ότι Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα διαδίδονται επίσης σε υλικά μέσα.

Τα κύματα, ειδικά τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα, τα οποία είναι εγκάρσια κύματα, έχουν κάποιες σημαντικές ιδιότητες που σχετίζονται με ορισμένα φαινόμενα που υποφέρουν από αυτά.

• Αντανάκλαση: φαινόμενο στο οποίο ανακλώνται τα κύματα.
• Διάθλαση: σχετίζεται με τη μεταβολή της ταχύτητας διάδοσης ενός κύματος όταν αλλάζει από το ένα μέσο διάδοσης στο άλλο.
• Πόλωση: μπορεί να γίνει κατανοητό ως ένα είδος φίλτρου για εγκάρσια κύματα. Η πόλωση επιλέγει μόνο μία κατεύθυνση δόνησης μεταξύ όλων των κατευθύνσεων δόνησης ενός κύματος. Αυτό γίνεται μέσω ενός πολωτή, ο οποίος αφήνει τους κραδασμούς να περάσουν μόνο προς μία κατεύθυνση.
• Διασκορπισμός: σχετίζεται με την ταχύτητα διάδοσης των κυμάτων. Σε αυτή την περίπτωση, πολλά κύματα με διαφορετικές ταχύτητες δημιουργούν ένα προκύπτον κύμα. Αυτό σημαίνει ότι η ταχύτητα διάδοσης του προκύπτοντος κύματος αλλάζει ανάλογα με τα συστατικά του κύματα.
• Περίθλαση: σε αυτό τα κύματα τριγυρίζουν και πάνω από αντικείμενα, συμπεριλαμβανομένων των τρυπών. Αυτό μπορεί να προκαλέσει διεύρυνση ή διασπορά των κυμάτων όταν περνούν μέσα από τέτοιες τρύπες.
• Παρέμβαση: συμβαίνει όταν δύο ή περισσότερα κύματα που διαδίδονται στο διάστημα συναντώνται. Σε αυτή την περίπτωση θα υπάρξει επικάλυψη κυμάτων, η οποία θα οδηγήσει σε ένα προκύπτον κύμα. Σε αυτό το πλαίσιο, ταξινομούμε τις παρεμβολές με δύο τρόπους. Η πρώτη, που ονομάζεται εποικοδομητική παρεμβολή, είναι η κατάσταση στην οποία το πλάτος του κύματος που προκύπτει είναι το άθροισμα των πλατών των κυμάτων που το συνθέτουν. Η δεύτερη, που ονομάζεται καταστροφική παρεμβολή, είναι η κατάσταση στην οποία το πλάτος του κύματος που προκύπτει είναι η διαφορά στα πλάτη των κυμάτων που το συνθέτουν.
• Απήχηση: καταδεικνύει τον οδοντωτό χαρακτήρα των φυσικών συστημάτων. Σε αυτό το πλαίσιο, τα συστήματα που ταλαντώνονται λαμβάνουν διεγέρσεις σε συχνότητες που αντιστοιχούν σε μία από τις φυσικές συχνότητες ταλάντωσής τους. Με αυτόν τον τρόπο, το σύστημα αρχίζει να ταλαντώνεται με όλο και μεγαλύτερα πλάτη.

Δείτε επίσης: Τι είναι ο υπέρηχος και ο υπέρηχος;

Παραδείγματα κυματικών φαινομένων

α) Φαινόμενα μηχανικών κυμάτων

Εκτός από το παράδειγμα των ηχητικών κυμάτων, μπορούμε να αναφέρουμε εδώ το κύματα που σχηματίστηκαν στην επιφάνεια μιας λίμνης όταν πετάμε μια πέτρα ή οποιοδήποτε αντικείμενο. Η κυματική κίνηση του α δέρμα κρουστικού οργάνου είναι επίσης ένα φαινόμενο μηχανικών κυμάτων. Επίσης, έχετε τα κύματα σε ένα σχοινί όταν κάνετε σωματική άσκηση. Εκτός από αυτά, υπάρχουν πολλά άλλα κυματικά φαινόμενα στη φύση που ταιριάζουν με αυτά τα χαρακτηριστικά, στα οποία δηλαδή υπάρχει η παρουσία μηχανικών κυμάτων.

Κύματα στην επιφάνεια μιας λίμνης λόγω πτώσης σταγόνας νερού.

β) Φαινόμενα ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων

Αυτά είναι τα φαινόμενα που χαρακτηρίζονται από την παρουσία ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Εκτός από τους φούρνους μικροκυμάτων, μπορούμε να αναφέρουμε το ραδιοκύματα; εσείς ακτινογραφία, για τη διενέργεια διαγνωστικών απεικονιστικών εξετάσεων· Ο υπέρυθρες, να έχεις νυχτερινή όραση. και η συντριπτική πλειοψηφία των φαινομένων που αφορούν το ηλιακό φως, όπως η διάθλαση του φωτός, η ανάκλαση του φωτός και η περίθλαση.

Τα εξαιρετικά προηγμένα ηλεκτρονικά κυκλώματα που χρησιμοποιούνται για εξοπλισμό διαγνωστικής απεικόνισης, αντικείμενα ηλεκτρονικά και οικιακές συσκευές, ταιριάζουν επίσης σε αυτό το είδος φαινομένου επειδή είναι η διάδοση κυμάτων ηλεκτρομαγνητικός. Επιπλέον, φυσικά, στη συνεργασία με τη συνεχή ανάπτυξη της σύγχρονης κοινωνίας και την αύξηση της ποιότητας ζωής των ανθρώπων.

Συνοπτικά, όλα αυτά τα φαινόμενα, όπως ήδη αναφέρθηκε, βασίζονται στην παρουσία κυματικών φαινομένων ηλεκτρομαγνητικό, που χαρακτηρίζεται από τη διάδοση κυμάτων και, επομένως, ενέργειας, χωρίς την ανάγκη υλικού μέσου επομένως.

Συσκευή μικροκυμάτων, που χρησιμοποιείται για τη θέρμανση τροφίμων στα σπίτια.

Λαμβάνοντας υπόψη τα τονισμένα φαινόμενα που προκαλούνται από τα κύματα, έχουμε τα ακόλουθα παραδείγματα για κάθε περίπτωση:

• Αντανάκλαση: βλέπουμε ένα είδωλο όταν στεκόμαστε μπροστά στον καθρέφτη ακριβώς επειδή ανακλάται το φως, που είναι ένα εγκάρσιο ηλεκτρομαγνητικό κύμα.
• Διάθλαση: ως παράδειγμα έχουμε την περίπτωση του ηλιακού φωτός. Όταν περνά από τον αέρα στο νερό σε μια πισίνα, η ταχύτητα διάδοσής του μειώνεται. Το αποτέλεσμα αυτής της αλλαγής είναι ότι ένα άτομο έξω από την πισίνα βλέπει ένα αντικείμενο μέσα στην πισίνα με παραμορφωμένο τρόπο.
• Πόλωση: αναφέρουμε εδώ την περίπτωση των γυαλιών ηλίου. Οι καλοί φακοί γυαλιών ηλίου λειτουργούν ως ελαφροί πολωτές. Αυτό σημαίνει ότι, όταν τα χρησιμοποιείτε, τα μάτια σας θα λαμβάνουν χαμηλότερες εντάσεις φωτός, καθώς οι άλλες κατευθύνσεις των δονήσεων φωτός δεν μπορούν να υπερβούν τον φακό. Αυτό, στην πραγματικότητα, δικαιολογεί την υψηλή τιμή των γυαλιών που αποτελούνται από καλούς αντηλιακούς φακούς.
• Διασκορπισμός: ένα καλό παράδειγμα θα ήταν η διασπορά των κυμάτων στην επιφάνεια μιας λίμνης όταν μια πέτρα ρίχνεται σε αυτήν.
• Περίθλαση: Το σήμα ασύρματου διαδικτύου είναι ένα καλό παράδειγμα αυτού του φαινομένου. Μπορεί να αναγνωριστεί από το κινητό σας όταν βρίσκεστε στο δωμάτιό σας, ακόμα και με το μόντεμ στο σαλόνι, για παράδειγμα. Έτσι, το ασύρματο σήμα είναι ένα εγκάρσιο ηλεκτρομαγνητικό κύμα που περιβάλλει όλους τους τοίχους και τις πόρτες του σπιτιού σας, φτάνοντας στην κρεβατοκάμαρά σας.
• Παρέμβαση: για παράδειγμα έχουμε τις θήκες των κινητών, που όταν παίζουν κοντά σε ηχεία ή ακόμα και σε υπολογιστές, μπορεί να εκπέμπουν ένα είδος συριγμού.
• Απήχηση: για παράδειγμα έχουμε στρατιώτες που βαδίζουν σε μια γέφυρα. Οι συχνότητες βάδισής του μπορούν να ταιριάζουν με τις φυσικές συχνότητες ταλάντωσης της γέφυρας. Σε αυτή την περίπτωση, το πλάτος του κύματος που προκύπτει αυξάνεται όλο και περισσότερο και η δομή της γέφυρας μπορεί ακόμη και να σπάσει.

Διαβάστε επίσης: Πώς σχηματίζεται το ουράνιο τόξο;

Κυματικά φαινόμενα στην καθημερινή ζωή

Στην καθημερινή ζωή, τα κυματικά φαινόμενα είναι παρόντα όλη την ώρα, από τότε που ξυπνάμε και μπορούμε να δούμε αντικείμενα μέσω ανάκλασης, περίθλασης και διάθλασης φωτεινό, μέχρι τη στιγμή που θα κοιμηθούμε, με το παραγωγή θερμότητας του σώματός μας κάτω από το κάλυμμα.

Η θερμότητα είναι επίσης ένα φαινόμενο μηχανικών κυμάτων και, ως εκ τούτου, χρειάζεται ένα υλικό μέσο για τη διάδοση. Εκτός από αυτά και αυτά που αναφέρονται σε όλο το κείμενο, υπάρχει ένας πολύ μεγάλος αριθμός κυματικών φαινομένων που ταιριάζουν σε όλα τα χαρακτηριστικά που αναφέρθηκαν.

Λυμένες ασκήσεις για κυματικά φαινόμενα

ερώτηση 1 - (IFGO) Τα κύματα είναι τρόποι μεταφοράς ενέργειας από τη μια περιοχή στην άλλη. Υπάρχουν μηχανικά κύματα — που χρειάζονται υλικά μέσα για να διαδοθούν — και ηλεκτρομαγνητικά κύματα — τα οποία μπορούν να διαδοθούν τόσο στο κενό όσο και σε ορισμένα υλικά μέσα. Σχετικά με τα κύματα, μπορούμε να το δηλώσουμε σωστά

Α) η ενέργεια που μεταφέρεται από ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα είναι ευθέως ανάλογη με τη συχνότητα αυτού του κύματος.

Β) ο ήχος είναι ένα είδος ηλεκτρομαγνητικού κύματος και, επομένως, μπορεί να μεταδοθεί από τη μια κεραία στην άλλη, όπως στις τηλεοπτικές και ραδιοφωνικές εκπομπές.

Γ) το ορατό φως είναι ένα μηχανικό κύμα που διαδίδεται μόνο εγκάρσια.

Δ) υπάρχουν ηλεκτρομαγνητικά κύματα που είναι ορατά στα ανθρώπινα μάτια, όπως τα υπεριώδη, τα υπέρυθρα και τα μικροκύματα.

Ε) Ο υπέρηχος είναι ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα με συχνότητα κάτω από την ακουστική.

Ανάλυση

Εναλλακτική Α. Ο ήχος είναι μηχανικό, όχι ηλεκτρομαγνητικό κύμα. Το φως είναι ηλεκτρομαγνητικό, όχι μηχανικό κύμα. Τα υπεριώδη, τα υπέρυθρα και τα μικροκύματα δεν είναι ορατά με γυμνό μάτι. Ο υπέρηχος είναι ηχητικό κύμα και επομένως μηχανικό.

Ερώτηση 2 - (Fatec) Ελέγξτε τη σωστή εναλλακτική.

Α) Τα ραδιοκύματα είναι μηχανικά κύματα.

Β) Κάθε εγκάρσιο κύμα είναι ηλεκτρομαγνητικό.

Γ) Στην ανάκλαση ενός κύματος αλλάζει το μήκος και η ταχύτητά του, αλλά διατηρείται η συχνότητά του.

Δ) Όταν ένα κύμα περνά από ένα περισσότερο διαθλαστικό μέσο σε ένα λιγότερο διαθλαστικό, υπάρχει αλλαγή στο μήκος κύματος, αλλά όχι στη συχνότητά του.

Ε) Ένα κύμα που διαδίδεται μέσω του κενού είναι ένα μηχανικό κύμα.

Ανάλυση

Εναλλακτική Δ. Το κυματικό φαινόμενο που χαρακτηρίζεται από την αλλαγή του μέσου στο οποίο διαδίδεται ένα κύμα ονομάζεται διάθλαση. Σε αυτό υπάρχει αλλαγή στο μήκος κύματος και την ταχύτητα, αλλά η συχνότητά του παραμένει σταθερή.

από τον Luiz Guilherme
Καθηγητής Φυσικής