A hullámok olyan zavarok, amelyek az űrben terjednek az anyag, csak az energia szállítása nélkül.
A hullámot okozó elemet forrásnak nevezzük, például egy folyó vizébe dobott kő körhullámokat generál.
Kör alakú hullámok a folyadék felületén
Hullámokra példák: tengeri hullámok, rádióhullámok, hang, fény, röntgen, mikrohullámú sütő.
A fizika hullámokat és jellemzőit tanulmányozó részét hullámnak nevezzük.
Hullámjellemzők
A hullámok jellemzéséhez a következő mennyiségeket használjuk:
- Amplitúdó: megfelel a hullám magasságának, amelyet a hullám egyensúlyi (nyugalmi) pontja és a címer közötti távolság jelöl. Ne feledje, hogy a „címer” a hullám maximális pontját, míg a „völgy” a minimális pontot jelöli.
- Hullámhossz: A lambda (λ) görög betűvel ábrázolva ez a két egymást követő völgy vagy címer közötti távolság.
- Sebesség: (v) betűvel ábrázolva a hullám sebessége attól a közegtől függ, amelyben terjed. Tehát, ha egy hullám megváltoztatja a terjedési közeget, akkor a sebessége is megváltozhat.
- Frekvencia: az (f) betűvel ábrázolva, a nemzetközi rendszerben a frekvenciát hertzben (Hz) mérik, és megfelel a hullámlengések számának egy adott időintervallumban. A hullám frekvenciája nem függ a terjedési közegtől, csak a hullámot előállító forrás frekvenciájától.
- Idő lefutása: a (T) betűvel ábrázolva a periódus megfelel a hullámhossz idejének. A nemzetközi rendszerben az időszakmérési egység másodperc (ek).
A hullámok típusai
Ami a természet, kétféle hullám létezik:
- Mechanikus hullámok: a terjedéshez a mechanikai hullámoknak anyagi közegre van szükségük, például hanghullámokra és egy húr hullámaira.
- Elektromágneses hullámok: ebben az esetben nem szükséges, hogy a hullám terjedéséhez legyen anyagi közeg, például rádióhullámok és fény.
Hullámosztályozás
Alapján hullám terjedési iránya, a következő kategóriákba sorolhatók:
-
Egydimenziós hullámok: egy irányban terjedő hullámok.
Példa: hullámok kötélen. -
kétdimenziós hullámok: két irányban terjedő hullámok.
Példa: a tó felszínén terjedő hullámok. -
háromdimenziós hullámok: minden lehetséges irányban terjedő hullámok.
Példa: hanghullámok.
A hullámok is osztályozhatók rezgésirány:
-
Hosszú hullámok: a forrás rezgése párhuzamos a hullám elmozdulásával.
Példa: hanghullámok
-
Keresztirányú hullámok: a rezgés merőleges a hullám terjedésére.
Példa: hullám egy húron.
Képletek
Periódus és gyakoriság kapcsolata
A periódus a frekvencia inverze.
Így:
terjedési sebesség
A sebesség a frekvencia függvényében is kiszámítható, helyettesítve a frekvencia inverz időtartamát.
Nekünk van:
Példa
Mennyi az 5Hz frekvenciájú és 0,2 m hullámhosszú hullám periódusa és terjedési sebessége?
Mivel az időszak a frekvencia fordítottja, akkor:
A sebesség kiszámításához a hullámhosszat és a frekvenciát használjuk, így:
Hullámzó jelenségek
Visszaverődés
Ha egy akadályba ütközik, egy bizonyos közegben terjedő hullám visszaverődést szenvedhet el, vagyis megfordíthatja a terjedési irányt.
Visszaverődve a hullám hullámhossza, terjedési sebessége és frekvenciája nem változik.
Példa erre, amikor az ember kiabál egy völgyben, és néhány másodperc múlva meghallja hangjának visszhangját.
A fényvisszaverődés révén csiszolt felületen láthatjuk saját képünket.
Kép tükröződik a tó nyugodt felszínén
Fénytörés
A fénytörés olyan jelenség, amely akkor fordul elő, amikor egy hullám megváltoztatja a terjedési közeget. Ebben az esetben változhat a sebesség értéke és a terjedési irány.
A hullámok a parton párhuzamosan törnek a partra, a fénytörés jelensége miatt. A vízmélység (terjedési közeg) változása a hullámok irányának megváltozását eredményezi, párhuzamosan a partdal.
Diffrakció
A hullámok megkerülik az akadályokat. Amikor ez megtörténik, azt mondjuk, hogy a hullám eltört.
A diffrakció lehetővé teszi számunkra, hogy például egy embert halljunk a fal másik oldalán.
Egy akadályon való áthaladáskor a hullámok szétterülnek.
Interferencia
Két hullám találkozásakor interakció lép fel amplitúdóik között, amelyeket interferenciának nevezünk.
Az interferencia lehet konstruktív (megnövekedett amplitúdó) vagy destruktív (csökkent amplitúdó).
álló hullámok
Az állóhullámok az egyenlő és ellentétes irányú periodikus hullámok egymásra helyezéséből adódnak.
Ha konstruktív és romboló interferencia lép fel, akkor rezgő pontokat mutatnak be, mások pedig nem rezegnek.
Állandó hullámokat tudunk előállítani rögzített végű húrokon, például egy gitár húrjain.
Tudjon meg mindent a következőkről:
- Hang hullámok
- Hangsebesség
- Fénysebesség
- Energia
- gravitációs hullámok
- Fizika képletek
Felvételi vizsga gyakorlatok
1. (ENEM - 2016)
Az elektrokardiogram, a páciens szívének állapotának felmérésére használt vizsga a szív elektromos aktivitásának rekordja egy bizonyos ideig. Az ábra egy pihent, nemdohányzó felnőtt beteg elektrokardiogramját mutatja, kellemes hőmérsékletű környezetben. Ilyen körülmények között a 60 és 100 ütés / perc közötti pulzus normálisnak tekinthető.
A bemutatott elektrokardiogram alapján megállapítják, hogy a beteg pulzusszáma igen
nem normális.
b) meghaladja az ideális értéket
c) az ideális érték alatt van
d) közel az alsó határhoz
e) közel a felső határhoz
C) alternatíva az ideális érték alatt
2. (ENEM 2013)
Repülővel történő utazáskor az utasokat arra kérik, hogy kapcsolják ki az összes olyan eszközt, amelynek működése elektromágneses hullámok kibocsátásával vagy vételével jár. Az eljárást olyan sugárforrások kiküszöbölésére használják, amelyek zavarhatják a pilóták rádió kommunikációját az irányítótoronnyal.
A kibocsátott hullámok azon tulajdonsága, amely igazolja az elfogadott eljárást, az a tény, hogy
a) ellentétes fázisúak
b) mindkettő hallható legyen
c) inverz intenzitással rendelkeznek
d) azonos tartományba esik
e) közeli frekvenciákkal rendelkeznek
Az e) alternatíva közeli frekvenciákkal rendelkezik
3. (ENEM 2013)
A rajongók gyakori megnyilvánulása a futballstadionokban a mexikói ola. A sor nézői anélkül, hogy elhagynák a helyüket, és oldalirányban mozognának, szinkronban állnak a szomszédos vonal nézõivel. A kollektív hatás a stadion nézői között terjed, és progresszív hullámot képez, amint az az ábrán látható.
Becslések szerint ennek az „emberi hullámnak” a terjedési sebessége 45 km / h, és hogy minden oszcillációs periódus 16 embert tartalmaz, akik felállnak, szépen és 80 cm-re vannak egymástól.
Ebben a mexikói olában a hullám frekvencia, hercben, közelebb áll az értékhez
a) 0,3
b) 0,5
c) 1,0
d) 1.9
e) 3.7
C) alternatíva 1.0
