Viļņi ir traucējumi, kas izplatās pa kosmosu, nepārvadājot vielu, tikai enerģiju.
Elementu, kas izraisa viļņu, sauc par avotu, piemēram, upes ūdeņos iemests akmens radīs apļveida viļņus.
Apļveida viļņi uz šķidruma virsmas
Viļņu piemēri ir: jūras viļņi, radioviļņi, skaņa, gaisma, rentgens, mikroviļņu krāsns.
Fizikas daļu, kas pēta viļņus un to īpašības, sauc par viļņiem.
Viļņu raksturojums
Viļņu raksturošanai mēs izmantojam šādus lielumus:
- Amplitude: atbilst viļņa augstumam, ko apzīmē attālums starp viļņa līdzsvara (atpūtas) punktu un virsotni. Ņemiet vērā, ka “virsotne” norāda viļņa maksimālo punktu, bet “ieleja” - minimālo punktu.
- Viļņa garums: Attēlots ar grieķu burtu lambda (λ), tas ir attālums starp divām secīgām ielejām vai cekuliem.
- Ātrums: ko apzīmē ar burtu (v), viļņa ātrums ir atkarīgs no barotnes, kurā tas izplatās. Tātad, kad vilnis maina izplatīšanās barotni, tā ātrums var mainīties.
- Biežums: ko apzīmē ar burtu (f), starptautiskajā sistēmā frekvenci mēra hercos (Hz) un tā atbilst viļņu svārstību skaitam noteiktā laika intervālā. Viļņa biežums nav atkarīgs no izplatīšanās vides, tikai no tā avota frekvences, kas radīja vilni.
- Laika kurss: apzīmē ar burtu (T), periods atbilst viļņa garuma laikam. Starptautiskajā sistēmā perioda mērvienība ir sekundes.
Viļņu veidi
Kas attiecas uz daba, ir divu veidu viļņi:
- Mehāniskie viļņi: lai notiktu izplatīšanās, mehāniskiem viļņiem ir nepieciešama materiāla vide, piemēram, skaņas viļņi un viļņi uz virknes.
- Elektromagnētiskie viļņi: šajā gadījumā nav nepieciešams materiāls līdzeklis, lai viļņi izplatītos, piemēram, radioviļņi un gaisma.
Viļņu klasifikācija
Pēc viļņu izplatīšanās virziens, tos klasificē:
-
Viendimensiju viļņi: viļņi, kas izplatās vienā virzienā.
Piemērs: viļņi uz virves. -
divdimensiju viļņi: viļņi, kas izplatās divos virzienos.
Piemērs: viļņi izplatās uz ezera virsmas. -
trīsdimensiju viļņi: viļņi, kas izplatās visos iespējamos virzienos.
Piemērs: skaņas viļņi.
Viļņus var klasificēt arī pēc vibrācijas virziens:
-
Garenvirziena viļņi: avota vibrācija ir paralēla viļņu pārvietošanai.
Piemērs: skaņas viļņi
-
Šķērsvirziena viļņi: vibrācija ir perpendikulāra viļņu izplatībai.
Piemērs: vilnis uz virknes.
Formulas
Attiecība starp periodu un biežumu
Periods ir apgrieztā frekvence.
Tādējādi:
izplatīšanās ātrums
Ātrumu var aprēķināt arī kā frekvences funkciju, aizstājot periodu ar frekvences apgriezto vērtību.
Mums ir:
Piemērs
Kāds ir viļņa periods un izplatīšanās ātrums, kura frekvence ir 5Hz un viļņa garums ir 0,2 m?
Tā kā periods ir apgrieztā frekvence, tad:
Lai aprēķinātu ātrumu, mēs izmantojam viļņa garumu un frekvenci šādi:
Nemierīgas parādības
Pārdomas
Vilnis, kas izplatās noteiktā vidē, saskaroties ar šķērsli, var ciest atstarojumu, tas ir, mainīt apgriezienu virzienu.
Pārdomājot, viļņa garums, izplatīšanās ātrums un biežums nemainās.
Kā piemēru var minēt gadījumu, kad cilvēks kliedz ielejā un pēc dažām sekundēm dzird savas balss atbalss.
Caur gaismas atstarošanu mēs varam redzēt paši savu attēlu uz pulētas virsmas.
Attēls atspoguļojas ezera mierīgajā virsmā
Refrakcija
Refrakcija ir parādība, kas notiek, kad vilnis maina izplatīšanās barotni. Šajā gadījumā var notikt ātruma vērtības un izplatīšanās virziena izmaiņas.
Viļņi pludmalē laužas paralēli krastam refrakcijas parādības dēļ. Ūdens dziļuma izmaiņas (izplatīšanās vide) izraisa viļņu virziena maiņu, padarot tos paralēlus krastam.
Difrakcija
Viļņi apiet šķēršļus. Kad tas notiek, mēs sakām, ka vilnis ir izkliedēts.
Difrakcija ļauj mums dzirdēt, piemēram, cilvēku sienas otrā pusē.
Ejot cauri šķērslim, viļņi tiek izkliedēti.
Iejaukšanās
Kad divi viļņi sastopas, notiek mijiedarbība starp to amplitūdām, ko sauc par traucējumiem.
Traucējumi var būt konstruktīvi (palielināta amplitūda) vai destruktīvi (samazināta amplitūda).
stāvoši viļņi
Stāvošie viļņi rodas no vienādu periodisku viļņu superpozīcijas un no pretējiem virzieniem.
Kad notiek konstruktīva un destruktīva iejaukšanās, tie uzrāda punktus, kas vibrē, un citus, kas nevibrē.
Mēs varam radīt stāvošus viļņus uz stīgas ar fiksētiem galiem, piemēram, uz ģitāras stīgām.
Zināt visu par:
- Skaņas viļņi
- Skaņas ātrums
- Gaismas ātrums
- Enerģija
- gravitācijas viļņi
- Fizikas formulas
Iestājeksāmena vingrinājumi
1. (ENEM - 2016)
Elektrokardiogramma, eksāmens, ko izmanto, lai novērtētu pacienta sirds stāvokli, ir sirds elektriskās aktivitātes ieraksts noteiktā laika periodā. Attēlā attēlota atpūtināta, nesmēķējoša pieauguša pacienta elektrokardiogramma patīkamā temperatūras vidē. Šādos apstākļos sirdsdarbības ātrums no 60 līdz 100 sitieniem minūtē tiek uzskatīts par normālu.
Pamatojoties uz iesniegto elektrokardiogrammu, tiek noteikts, ka pacienta sirdsdarbības ātrums ir
nav normāli.
b) virs ideālās vērtības
c) zem ideālās vērtības
d) tuvu apakšējai robežai
e) tuvu augšējai robežai
C) alternatīva zem ideālās vērtības
2. (ENEM 2013)
Ceļojot ar lidmašīnu, pasažieriem tiek lūgts izslēgt visas ierīces, kuru darbība ir saistīta ar elektromagnētisko viļņu izstarošanu vai uztveršanu. Procedūra tiek izmantota, lai novērstu radiācijas avotus, kas varētu traucēt pilotu radiosakarus ar vadības torni.
Izstaroto viļņu īpašība, kas pamato pieņemto procedūru, ir fakts, ka
a) ir pretējas fāzes
b) jābūt abiem dzirdamiem
c) ir apgrieztas intensitātes
d) jābūt vienā diapazonā
e) tām ir tuvas frekvences
E) alternatīvai ir tuvas frekvences
3. (ENEM 2013)
Bieža līdzjutēju izpausme futbola stadionos ir Meksikas ola. Līnijas skatītāji, neatstājot savu vietu un nepārvietojoties uz sāniem, stāv un sēž sinhronizēti ar blakus esošās līnijas skatītājiem. Kolektīvais efekts izplatās caur stadiona skatītājiem, veidojot progresīvu vilni, kā parādīts ilustrācijā.
Tiek lēsts, ka šī “cilvēka viļņa” izplatīšanās ātrums ir 45 km / h un katrā svārstību periodā ir 16 cilvēki, kuri piecēlās, sēž kārtīgi un 80 cm attālumā viens no otra.
Šajā Meksikas olā viļņu frekvence hercos ir tuvāka vērtība
a) 0,3
b) 0,5
c) 1,0
d) 1.9
e) 3.7
C) alternatīva 1.0
