물리학의 파동: 정의, 유형, 공식

파동은 물질을 전달하지 않고 에너지 만 전달하는 공간을 통해 전파되는 교란입니다.

파도를 일으키는 요소를 소스라고합니다. 예를 들어 강물에 던진 돌은 원형 파도를 생성합니다.

원형 파

액체 표면의 원형 파

파도의 예로는 바다 파도, 전파, 소리, 빛, 엑스레이, 전자 레인지 등이 있습니다.

파동과 그 특성을 연구하는 물리학 부분을 파동이라고합니다.

웨이브 특성

파도를 특성화하기 위해 다음 수량을 사용합니다.

  • 진폭: 파도의 평형 (휴식) 지점과 문장 사이의 거리로 표시되는 파도의 높이에 해당합니다. "crest"는 파도의 최대 지점을 나타내고 "valley"는 최소 지점을 나타냅니다.
  • 파장: 그리스 문자 람다 (λ)로 표시되며 연속 된 두 계곡 또는 볏 사이의 거리입니다.
  • 속도: 문자 (v)로 표시되며, 파동의 속도는 전파되는 매체에 따라 다릅니다. 따라서 파동이 전파 매체를 변경하면 속도가 변경 될 수 있습니다.
  • 회수: 문자 (f)로 표시되며, 국제 시스템에서 주파수는 헤르츠 (Hz) 단위로 측정되며 주어진 시간 간격의 파동 진동 수에 해당합니다. 파동의 주파수는 전파 매체에 의존하지 않고 파동을 생성 한 소스의 주파수에만 의존합니다.
  • 시간 코스: 문자 (T)로 표시되며, 주기는 파장의 시간에 해당합니다. 국제 시스템에서 기간 측정 단위는 초입니다.
웨이브 관련 수량

파도의 종류

에 관해서 자연, 두 가지 유형의 웨이브가 있습니다.

  • 기계적 파동: 전파가 발생하려면 기계적 파동에는 물질적 매체가 필요합니다 (예: 음파 및 줄의 파동).
  • 전자파:이 경우 전파를 전파하는 물질 매체 (예: 전파 및 빛)가 필요하지 않습니다.

웨이브 분류

에 따르면 파동 전파 방향, 그들은 다음과 같이 분류됩니다.

  • 1 차원 파동: 한 방향으로 전파되는 파동.
    예: 로프 위의 파도.
  • 2 차원 파동: 두 방향으로 전파되는 파동.
    예: 호수 표면에 전파되는 파도.
  • 3 차원 파도: 가능한 모든 방향으로 전파되는 파동.
    예: 음파.

웨이브는 또한 다음에 따라 분류 될 수 있습니다. 진동 방향:

  • 종파: 소스 진동이 파동 변위와 평행합니다.
    예: 음파
종파
  • 횡파: 진동이 파동 전파에 수직입니다.
    예: 줄에 흔들기.
횡파

방식

기간과 빈도의 관계

주기는 주파수의 역입니다.

그러므로:

기간과 빈도의 관계

전파 속도

전파 속도

속도는 주파수의 역수를 주기로 대체하여 주파수의 함수로 계산할 수도 있습니다.

우리는 :

주파수 함수로서의 속도

주파수가 5Hz이고 파장이 0.2m 인 파동의주기와 전파 속도는 얼마입니까?

주기는 주파수의 역이므로 다음과 같습니다.

기간 계산

속도를 계산하기 위해 다음과 같이 파장과 주파수를 사용합니다.

속도 계산

기복 현상

반사

장애물을 만났을 때 특정 매체에서 전파되는 파동은 반사, 즉 전파 방향을 반전시킬 수 있습니다.

반사시 파장, 전파 속도 및 파동의 주파수는 변하지 않습니다.

예를 들어 한 사람이 계곡에서 소리를 지르고 몇 초 후에 그의 목소리가 울리는 것을 듣는 경우입니다.

빛의 반사를 통해 우리는 세련된 표면에서 우리 자신의 이미지를 볼 수 있습니다.

반사

잔잔한 호수 표면에 비친 이미지

굴절

굴절은 파동이 전파 매체를 변경할 때 발생하는 현상입니다. 이 경우 속도 값과 전파 방향이 변경 될 수 있습니다.

해변의 파도는 굴절 현상으로 인해 해안과 평행하게 부서집니다. 수심 (전파 매체)의 변화로 인해 파도의 방향이 바뀌어 해안과 평행하게됩니다.

회절

파도는 장애물을 돌고 있습니다. 이것이 일어날 때 우리는 파동이 회절되었다고 말합니다.

회절은 예를 들어 벽 반대편에있는 사람의 소리를들을 수있게합니다.

회절

장애물을 통과하면 파도가 퍼집니다.

간섭

두 파동이 만나면 간섭이라고하는 진폭 사이에 상호 작용이 발생합니다.

간섭은 건설적 (진폭 증가) 또는 파괴적 (진폭 감소) 일 수 있습니다.

정재파

정재파는 동일한주기 파의 중첩과 반대 방향에서 발생합니다.

건설적이고 파괴적인 간섭이 발생하면 진동하는 지점과 진동하지 않는 다른 지점을 표시합니다.

예를 들어 기타의 현과 같이 끝이 고정 된 현에 정상파를 생성 할 수 있습니다.

다음에 대해 모두 알고 있습니다.

  • 음파
  • 소리의 속도
  • 빛의 속도
  • 에너지
  • 중력파
  • 물리학 공식

입학 시험 연습

1. (ENEM-2016)

환자의 심장 상태를 평가하는 데 사용되는 검사 인 심전도는 특정 기간 동안 심장의 전기적 활동을 기록한 것입니다. 이 그림은 쾌적한 온도 환경에서 휴식을 취하고 금연 한 성인 환자의 심전도를 나타냅니다. 이러한 조건에서 분당 60 ~ 100 회의 심박수는 정상으로 간주됩니다.

제시된 심전도를 기반으로 환자의 심박수가

정상이 아닙니다.
b) 이상적인 가치 이상
c) 이상적인 값 미만
d) 하한에 가까움
e) 상한선에 가까움

대안 c) 이상적인 값 미만

2. (ENEM 2013)

비행기로 여행 할 때 승객은 전자파 방출 또는 수신과 관련된 모든 장치를 끄도록 요청받습니다. 이 절차는 조종사의 관제탑과의 무선 통신을 방해 할 수있는 방사선원을 제거하는 데 사용됩니다.

채택 된 절차를 정당화하는 방출 파의 속성은

a) 반대 단계
b) 둘 다들을 수 있어야합니다
c) 역 강도
d) 동일한 범위에 있어야합니다.
e) 가까운 주파수를 가짐

대안 e) 가까운 주파수를 가짐

3. (ENEM 2013)

축구 경기장에서 흔히 볼 수있는 팬은 멕시코 올라입니다. 라인의 관중은 자신의 자리를 떠나지 않고 옆으로 움직이지 않고 서서 앉아 인접한 라인의 관객과 동기화됩니다. 집단 효과는 그림과 같이 경기장 관중을 통해 퍼져 진보적 인 물결을 형성합니다.

ENEM 질문
이“인간의 파동”의 전파 속도는 45km / h로 추정되며, 각 진동주기에는 16 명의 사람들이 깔끔하게 서서 서로 80cm 간격을두고 앉아있는 것으로 추정됩니다.
이 멕시코 올라에서 헤르츠 단위의 파동 주파수는

a) 0.3
b) 0.5
c) 1.0
d) 1.9
e) 3.7

대안 c) 1.0

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