Lained on häired, mis levivad ruumis ilma ainet, vaid energiat transportimata.
Lainet tekitavat elementi nimetatakse allikaks, näiteks tekitab jõevette visatud kivi ringlaineid.
Ringikujulised lained vedeliku pinnal
Lainete näited on: merelained, raadiolained, heli, valgus, röntgen, mikrolaineahi.
Füüsika seda osa, mis uurib laineid ja nende omadusi, nimetatakse laineks.
Laineomadused
Lainete iseloomustamiseks kasutame järgmisi suurusi:
- Amplituud: vastab laine kõrgusele, mida tähistab kaugus laine tasakaalupunkti (puhkepunkti) ja harja vahel. Pange tähele, et hari tähistab laine maksimaalset punkti, org aga miinimumpunkti.
- Lainepikkus: Kreeka tähega lambda (λ) on kahe järjestikuse oru või harja vaheline kaugus.
- Kiirus: tähega (v) tähistatud laine kiirus sõltub keskkonnast, milles see levib. Nii et kui laine muudab oma levikeskkonda, võib selle kiirus muutuda.
- Sagedus: tähega (f) tähistatakse rahvusvahelises süsteemis sageduse mõõtmist hertsides (Hz) ja see vastab lainete võnkumiste arvule antud ajaintervallis. Laine sagedus ei sõltu levikeskkonnast, ainult laine tekitanud allika sagedusest.
- Ajakursus: tähega (T) tähistatud periood vastab lainepikkuse ajale. Rahvusvahelises süsteemis on perioodi mõõtühik sekundid.
Lainete tüübid
Mis puutub loodus, on kahte tüüpi laineid:
- Mehaanilised lained: leviku toimumiseks vajavad mehaanilised lained materiaalset keskkonda, näiteks helilained ja nööril olevad lained.
- Elektromagnetlained: sel juhul ei ole vaja, et laine levimiseks oleks materiaalset keskkonda, näiteks raadiolained ja valgus.
Lainete klassifikatsioon
Vastavalt laine levimise suund, need klassifitseeritakse:
-
Ühemõõtmelised lained: lained, mis levivad ühes suunas.
Näide: lained köiel. -
kahemõõtmelised lained: lained, mis levivad kahes suunas.
Näide: järve pinnal levivad lained. -
kolmemõõtmelised lained: lained, mis levivad kõikides võimalikes suundades.
Näide: helilained.
Laineid saab liigitada ka vastavalt vibratsiooni suund:
-
Pikilained: allika vibratsioon on paralleelne lainete nihkega.
Näide: helilained
-
Ristlained: vibratsioon on laine levimisega risti.
Näide: laine stringil.
Valemid
Perioodi ja sageduse suhe
Periood on sageduse pöördväärtus.
Seega:
levimiskiirus
Kiirust saab arvutada ka sageduse funktsioonina, asendades sageduse pöördväärtuse perioodiga.
Meil on:
Näide
Mis on laine periood ja levimiskiirus, mille sagedus on 5Hz ja lainepikkus 0,2 m?
Kuna periood on sageduse pöördvõrdeline, siis:
Kiiruse arvutamiseks kasutame lainepikkust ja sagedust järgmiselt:
Lainerlikud nähtused
Peegeldus
Takistusega kohtudes kindlas keskkonnas leviv laine võib kannatada peegelduse all, see tähendab levimissuuna pööramiseks.
Peegeldumisel laine lainepikkus, levikiirus ja sagedus ei muutu.
Näide on see, kui inimene hüüab orus ja kuuleb mõni sekund hiljem oma hääle kaja.
Läbi valguse peegelduse näeme poleeritud pinnal omaenda pilti.
Pilt peegeldub järve rahulikus pinnas
Murdumine
Murdumine on nähtus, mis juhtub siis, kui laine muudab levikeskkonda. Sel juhul võib muutuda kiiruse väärtus ja levimissuund.
Murdumisnähtuse tõttu purunevad lained rannaga paralleelselt kaldaga. Vee sügavuse (levikeskkonna) muutus põhjustab lainete suuna muutumist, muutes need kaldaga paralleelseks.
Difraktsioon
Lained käivad ümber takistuste. Kui see juhtub, ütleme, et laine on hajutatud.
Difraktsioon võimaldab meil kuulda näiteks inimest teisel pool seina.
Takistuse läbimisel lained laiali.
Sekkumine
Kui kaks lainet kohtuvad, tekib nende amplituudide vahel interaktsioon, mida nimetatakse häireks.
Häired võivad olla konstruktiivsed (suurenenud amplituud) või destruktiivsed (vähenenud amplituud).
seisvad lained
Seisulained tekivad võrdsete perioodiliste lainete superpositsioonist ja vastassuundadest.
Kui tekib konstruktiivne ja hävitav sekkumine, esitavad nad punkte, mis vibreerivad, ja teisi, mis ei vibreeri.
Me võime toota fikseeritud otstega nööril seisvaid laineid näiteks kitarri keeltel.
Tea kõike:
- Helilained
- Helikiirus
- Valguse kiirus
- Energia
- gravitatsioonilained
- Füüsika valemid
Sisseastumiseksami harjutused
1. (ENEM - 2016)
Elektrokardiogramm, uuring, mida kasutatakse patsiendi südame seisundi hindamiseks, on südame elektrilise aktiivsuse rekord teatud aja jooksul. Joonis kujutab puhanud, mittesuitsetava täiskasvanud patsiendi elektrokardiogrammi meeldiva temperatuuriga keskkonnas. Nendes tingimustes peetakse pulsisagedust vahemikus 60–100 lööki minutis normaalseks.
Esitatud elektrokardiogrammi põhjal tehakse kindlaks, et patsiendi pulss on
ebanormaalne.
b) ületab ideaalväärtuse
c) alla ideaalväärtuse
d) alumise piiri lähedal
e) ülemise piiri lähedal
Alternatiiv c) ideaalväärtusest madalam
2. (ENEM 2013)
Lennukiga reisides palutakse reisijatel välja lülitada kõik seadmed, mille töö hõlmab elektromagnetlainete kiirgust või vastuvõtmist. Protseduuri kasutatakse selliste kiirgusallikate kõrvaldamiseks, mis võivad häirida pilootide raadiosidet juhtimistorniga.
Emitatud lainete omadus, mis õigustab vastuvõetud menetlust, on asjaolu, et
a) on vastupidiste faasidega
b) olema mõlemad kuuldavad
c) on vastupidise intensiivsusega
d) olema samas vahemikus
e) neil on lähedased sagedused
Alternatiiv e) omab lähedasi sagedusi
3. (ENEM 2013)
Fännide tavaline ilming jalgpallistaadionitel on Mehhiko ola. Joone pealtvaatajad seisavad ja istuvad, lahkumata oma kohalt ja külgsuunas, sünkroniseerituna kõrvaljoone omadega. Kollektiivne efekt levib staadioni vaatajate kaudu, moodustades progressiivse laine, nagu on näidatud joonisel.
Hinnanguliselt on selle “inimlaine” levimiskiirus 45 km / h ja et igas võnkeperioodis on 16 inimest, kes tõusevad püsti, istuvad korralikult ja 80 cm kaugusel üksteisest.
Selles Mehhiko olas on lainete sagedus hertsides väärtusele lähemal
a) 0,3
b) 0,5
c) 1,0
d) 1.9
e) 3.7
Alternatiiv c) 1.0
