Aallot ovat häiriöitä, jotka etenevät avaruudessa kuljettamatta ainetta, vain energiaa.
Aaltoa aiheuttavaa elementtiä kutsutaan lähteeksi, esimerkiksi joen veteen heitetty kivi tuottaa pyöreitä aaltoja.
Pyöreät aallot nesteen pinnalla
Esimerkkejä aalloista ovat: aallot, radioaallot, ääni, valo, röntgen, mikroaaltouuni.
Aaltoja ja niiden ominaisuuksia tutkivaa fysiikan osaa kutsutaan aaltoilemattomaksi.
Aallon ominaisuudet
Aaltojen luonnehtimiseksi käytämme seuraavia määriä:
- Amplitudi: vastaa aallon korkeutta, joka on merkitty aallon tasapainopisteen (lepo) ja harjan välisellä etäisyydellä. Huomaa, että ”harja” osoittaa aallon maksimipisteen, kun taas ”laakso” edustaa minimipistettä.
- Aallonpituus: Kreikan kirjaimella lambda (λ) on kahden peräkkäisen laakson tai harjanteen välinen etäisyys.
- Nopeus: edustaa kirjain (v), aallon nopeus riippuu väliaineesta, jossa se etenee. Joten kun aalto muuttaa etenemisvälineensä, sen nopeus voi muuttua.
- Taajuus: edustaa kirjain (f), kansainvälisessä järjestelmässä taajuus mitataan hertseinä (Hz) ja se vastaa aallon värähtelyjen määrää tietyllä aikavälillä. Aallon taajuus ei riipu etenemisväliaineesta, vain aallon tuottaneen lähteen taajuudesta.
- Aikakurssi: edustaa kirjain (T), jakso vastaa aallonpituuden aikaa. Kansainvälisessä järjestelmässä jakson mittausyksikkö on sekuntia.
Aaltotyypit
Mitä tulee luonto, aaltoja on kahden tyyppisiä:
- Mekaaniset aallot: leviämisen aikaansaamiseksi mekaaniset aallot tarvitsevat materiaalisen väliaineen, esimerkiksi ääniaallot ja merkkijonon aallot.
- Elektromagneettiset aallot: Tässä tapauksessa ei ole välttämätöntä, että aallon etenemiseen on olemassa aineellinen väliaine, esimerkiksi radioaaltoja ja valoa.
Aaltoluokitus
Mukaan aaltojen etenemissuunta, ne luokitellaan:
-
Yksiulotteiset aallot: aallot, jotka etenevät yhteen suuntaan.
Esimerkki: aallot köydellä. -
kaksiulotteiset aallot: aallot, jotka etenevät kahteen suuntaan.
Esimerkki: järven pinnalla etenevät aallot. -
kolmiulotteiset aallot: aallot, jotka etenevät kaikkiin mahdollisiin suuntiin.
Esimerkki: ääniaallot.
Aallot voidaan myös luokitella tärinän suunta:
-
Pituussuuntaiset aallot: lähteen tärinä on yhdensuuntainen aallon siirtymän kanssa.
Esimerkki: ääniaallot
-
Poikittaiset aallot: tärinä on kohtisuorassa aallon etenemiseen.
Esimerkki: aalto merkkijonossa.
Kaavat
Ajanjakson ja taajuuden välinen suhde
Aika on taajuuden käänteinen.
Täten:
etenemisnopeus
Nopeus voidaan myös laskea taajuuden funktiona, korvaamalla taajuuden käänteinen jakso.
Meillä on:
Esimerkki
Mikä on aallon jakso ja etenemisnopeus, jonka taajuus on 5 Hz ja aallonpituus 0,2 m?
Koska jakso on taajuuden käänteinen, niin:
Nopeuden laskemiseksi käytämme aallonpituutta ja taajuutta seuraavasti:
Aaltoilevat ilmiöt
Heijastus
Aalto, joka etenee tietyssä väliaineessa törmätessään esteeseen, voi kärsiä heijastumisesta, eli etenemissuunnan kääntämisestä.
Heijastuksen jälkeen aallon aallonpituus, etenemisnopeus ja taajuus eivät muutu.
Esimerkki on, kun henkilö huutaa laaksossa ja kuulee muutama sekunti myöhemmin äänensä kaikun.
Valoheijastuksen kautta voimme nähdä oman kuvamme kiillotetulla pinnalla.
Kuva heijastuu järven rauhallisella pinnalla
Taittuminen
Taittuminen on ilmiö, joka tapahtuu, kun aalto muuttaa etenemisväliainetta. Tässä tapauksessa nopeusarvon ja etenemissuunnan muutos voi tapahtua.
Rannan aallot hajoavat rinnan suuntaisesti taittumisilmiön vuoksi. Veden syvyyden muutos (etenemisväliaine) aiheuttaa aaltojen suunnan muutoksen, jolloin ne ovat yhdensuuntaisia rannan kanssa.
Diffraktio
Aallot kiertävät esteitä. Kun näin tapahtuu, sanotaan, että aalto on hajonnut.
Diffraktio antaa meille mahdollisuuden kuulla esimerkiksi henkilön seinän toisella puolella.
Esteen läpi aallot levitetään.
Häiriöitä
Kun kaksi aaltoa kohtaavat, vuorovaikutus tapahtuu niiden amplitudien välillä, joita kutsutaan häiriöiksi.
Häiriöt voivat olla rakentavia (lisääntynyt amplitudi) tai tuhoavia (pienentynyt amplitudi).
seisovat aallot
Seisovat aallot tapahtuvat yhtäjaksoisten jaksottaisten aaltojen päällekkäisyydestä ja vastakkaisiin suuntiin.
Kun tapahtuu rakentavaa ja tuhoavaa häiriötä, he esittävät värähteleviä pisteitä ja muita, jotka eivät värise.
Voimme tuottaa pysyviä aaltoja jousella, jolla on kiinteät päät, esimerkiksi kitaran kielillä.
Tiedä kaikki:
- Ääniaallot
- Äänen nopeus
- Valon nopeus
- Energia
- painovoima-aallot
- Fysiikan kaavat
Valintakokeen harjoitukset
1. (ENEM - 2016)
Elektrokardiogrammi, tutkimus, jota käytetään potilaan sydämen tilan arviointiin, on tallenne sydämen sähköisestä aktiivisuudesta tietyn ajanjakson ajan. Kuva edustaa levänneen, savuttoman aikuisen potilaan elektrokardiogrammaa miellyttävässä lämpötilassa. Näissä olosuhteissa sykettä 60–100 lyöntiä minuutissa pidetään normaalina.
Esitetyn elektrokardiogramman perusteella tunnistetaan potilaan syke
epänormaali.
b) ylittää ihanteellisen arvon
c) alle ihanteellisen arvon
d) lähellä alarajaa
e) lähellä ylärajaa
Vaihtoehto c) alle ihanteellisen arvon
2. (ENEM 2013)
Lentomatkalla matkustajia pyydetään sammuttamaan kaikki laitteet, joiden toimintaan liittyy sähkömagneettisten aaltojen lähettämistä tai vastaanottamista. Menettelyä käytetään poistamaan säteilylähteet, jotka voivat häiritä lentäjien radioviestintää ohjaustornin kanssa.
Säteilevien aaltojen ominaisuus, joka oikeuttaa hyväksytyn menettelyn, on se, että
a) niillä on vastakkaiset vaiheet
b) oltava molemmat kuultavissa
c) niillä on käänteiset intensiteetit
d) oltava samalla alueella
e) niillä on lähellä taajuuksia
Vaihtoehdolla e) on lähellä taajuuksia
3. (ENEM 2013)
Fanien yleinen osoitus jalkapallostadionilla on Meksikon ola. Linjan katsojat seisovat ja istuvat synkronoituna viereisen linjan kanssa, poistumatta paikaltaan ja liikkumatta sivusuunnassa. Kollektiivinen vaikutus leviää stadionin katsojien läpi muodostaen progressiivisen aallon, kuten kuvassa on esitetty.
Tämän "ihmisen aallon" etenemisnopeuden on arvioitu olevan 45 km / h ja että jokaisessa värähtelyjaksossa on 16 ihmistä, jotka seisovat ja istuvat siististi ja 80 cm: n etäisyydellä toisistaan.
Tässä Meksikon olassa aaltotaajuus hertseinä on lähempänä arvoa
a) 0,3
b) 0,5
c) 1,0
d) 1.9
e) 3.7
Vaihtoehto c) 1.0
