Golfverschijnselen: wat ze zijn, voorbeelden, samenvatting

Al de golfverschijnselen die in de natuur voorkomen ontstaan ​​door de voortplanting van verschillende soorten golven. Golven zijn zeer specifieke bewegingen, gekenmerkt door pulsen of opeenvolgende pulsen, waarin uitsluitend de voortplanting van energie plaatsvindt.

Lees ook: 5 dingen die je moet weten over golven

Samenvatting van golfverschijnselen

• Golfverschijnselen zijn samengesteld uit golven en zijn uiterst belangrijk voor de ontwikkeling van de moderne samenleving.
• Golven zijn vormen van energievoortplanting.
• Golfverschijnselen worden gekenmerkt door golfvoortplanting.
• De golfverschijnselen zijn:
  • reflectie: het is de eigenschap die verband houdt met het feit dat golfverschijnselen worden gereflecteerd;
  • diffractie: het is de eigenschap van golfverschijnselen om obstakels te omzeilen;
  • breking: het is de eigenschap om de voortplantingssnelheid van golfverschijnselen te veranderen;
  • polarisatie: is het kenmerk van golfverschijnselen dat moet worden uitgefilterd;
  • resonantie: het is wanneer de oscillatiefrequentie van een golfverschijnsel samenvalt met de natuurlijke oscillatiefrequentie van een fysiek systeem;
  • dispersie: is de eigenschap dat golfverschijnselen worden gecombineerd, waardoor de snelheid van de resulterende golf verandert;
  • interferentie: het is het eigendom van golvende verschijnselen die kunnen worden toegevoegd of verminderd.
• Zonlicht en geluid zijn voorbeelden van golven van verschillende aard.

Niet stoppen nu... Er is meer na de reclame ;)

Wat zijn golfverschijnselen?

De golvende verschijnselen zijn: die waarin de fysieke principes achter het gebeuren zijn de golven. Het is belangrijk om te benadrukken dat in de natuur verschillende verschijnselen als golvend kunnen worden gekarakteriseerd.

Bijvoorbeeld, het geluid dat we horen wanneer een persoon spreekt, is een soort golf. In dit geval horen we vanwege de verstoring in de luchtmoleculen die zich naar ons oor voortplanten, waarin we een structuur hebben die deze verstoring kan ontvangen en herkennen.

In het geval van magnetron, gebruikt voor residentiële doeleinden, hebben we de creatie en verspreiding van een ander type golf, verschillend van geluidsgolven en gekenmerkt als een elektromagnetische golf. We kunnen in de twee genoemde gevallen zien dat de soorten golven en dus de golfverschijnselen die erbij betrokken zijn, verschillende aard hebben.

Welke soorten golfverschijnselen?

Nog steeds met behulp van de twee genoemde golfverschijnselen en op een meer specifieke manier, definiëren we de geluidsverschijnsel als een fenomeen van mechanische golven en de microgolf als een fenomeen van elektromagnetische golven. Maar wat is het verschil tussen de twee naturen van deze verschijnselen? In het eerste geval hebben we de aanwezigheid van geluidsgolven.

DEs geluidsgolven noodzakelijkerwijs een voortplantingsmiddel nodig hebben. Dit betekent dat we alleen kunnen horen, omdat de geluidsgolf lucht nodig heeft om zijn energie. In het tweede geval hebben we het optreden van elektromagnetische golven. Deze vereisen geen materiële middelen voor vermeerdering.

Met andere woorden, elektromagnetische golven reizen in een vacuüm. Daarom kan zonlicht de aarde bereiken. Natuurlijk kunnen we niet nalaten te vermelden dat: elektromagnetische golven planten zich ook voort in materiële media.

Golven, in het bijzonder elektromagnetische golven, die transversale golven zijn, hebben enkele belangrijke eigenschappen die verband houden met bepaalde fenomenen waaraan ze lijden.

• Reflectie: fenomeen waarbij golven worden gereflecteerd.
• breking: houdt verband met de verandering in de voortplantingssnelheid van een golf wanneer deze van het ene voortplantingsmedium naar het andere overgaat.
• Polarisatie: kan worden opgevat als een soort filter voor dwarsgolven. Polarisatie selecteert slechts één trillingsrichting uit alle trillingsrichtingen van een golf. Dit gebeurt door middel van een polarisator, die trillingen slechts in één richting doorlaat.
• Verspreiding: gerelateerd aan de voortplantingssnelheid van golven. In dit geval genereren meerdere golven met verschillende snelheden een resulterende golf. Dit betekent dat de voortplantingssnelheid van de resulterende golf verandert met zijn samenstellende golven.
• diffractie: daarin gaan de golven rond en over objecten, inclusief gaten. Dit kan ertoe leiden dat golven zich verwijden of verspreiden wanneer ze door dergelijke gaten gaan.
• Interferentie: gebeurt wanneer twee of meer golven die zich in de ruimte voortplanten elkaar ontmoeten. In dit geval zal er een overlapping van golven zijn, wat zal resulteren in een resulterende golf. In deze context classificeren we interferentie op twee manieren. De eerste, constructieve interferentie genoemd, is de situatie waarin de resulterende golfamplitude de som is van de amplituden van de golven waaruit deze bestaat. De tweede, destructieve interferentie genoemd, is de situatie waarin de amplitude van de resulterende golf het verschil is in de amplituden van de golven waaruit deze bestaat.
• Resonantie: bewijst het golvende karakter van fysieke systemen. In deze context ontvangen systemen die oscilleren excitaties op frequenties die overeenkomen met een van hun natuurlijke oscillatiefrequenties. Op deze manier begint het systeem te oscilleren met steeds grotere amplitudes.

Zie ook: Wat is infrageluid en echografie?

Voorbeelden van golfverschijnselen

a) Mechanische golfverschijnselen

Naast het voorbeeld van geluidsgolven kunnen we hier de golven gevormd op het oppervlak van een meer wanneer we een steen of een ander voorwerp gooien. De golfbeweging van a huid van een percussie-instrument het is ook een mechanisch golfverschijnsel. Ook heb je de golven aan een touw als je aan lichaamsbeweging doet. Naast deze zijn er veel andere golfverschijnselen in de natuur die bij deze kenmerken passen, dat wil zeggen dat er sprake is van mechanische golven.

Golven op het oppervlak van een meer als gevolg van een druppel water vallen.

b) Elektromagnetische golfverschijnselen

Dit zijn de verschijnselen die worden gekenmerkt door de aanwezigheid van elektromagnetische golven. Naast magnetrons kunnen we de Radio golven; jij röntgenfoto, voor het uitvoeren van diagnostische beeldvormingstesten; O infrarood, nachtzicht hebben; en de overgrote meerderheid van verschijnselen waarbij zonlicht betrokken is, zoals lichtbreking, lichtreflectie en diffractie.

De zeer geavanceerde elektronische circuits die worden gebruikt voor diagnostische beeldvormingsapparatuur, objecten, elektronica en huishoudelijke apparaten passen ook in dit soort fenomeen omdat het golfvoortplanting is elektromagnetisch. Daarnaast natuurlijk meewerken aan de constante ontwikkeling van de moderne samenleving en het vergroten van de levenskwaliteit van mensen.

Samengevat zijn al deze verschijnselen, zoals reeds vermeld, gebaseerd op de aanwezigheid van golfverschijnselen elektromagnetisch, gekenmerkt door de voortplanting van golven en dus van energie, zonder de noodzaak van een materieel medium daarom.

Magnetronapparaat, gebruikt om voedsel in huizen op te warmen.

Gezien de gemarkeerde verschijnselen veroorzaakt door de golven, hebben we de volgende voorbeelden voor elk geval:

• Reflectie: we zien een beeld wanneer we voor de spiegel staan, juist omdat licht, dat een transversale elektromagnetische golf is, wordt gereflecteerd.
• breking: als voorbeeld hebben we het geval van zonlicht. Wanneer het in een zwembad van lucht naar water gaat, neemt de voortplantingssnelheid af. Het resultaat van deze verandering is dat een persoon buiten het zwembad een object in het zwembad op een vervormde manier ziet.
• Polarisatie: we noemen hier het geval van zonnebrillen. Goede zonnebrilglazen werken als lichtpolarisatoren. Dit betekent dat, wanneer u ze gebruikt, uw ogen een lagere lichtintensiteit zullen ontvangen, omdat de andere richtingen van lichttrillingen niet voorbij de lens kunnen komen. Dit rechtvaardigt in feite de hoge prijs van een bril met goede zonneglazen.
• Verspreiding: een goed voorbeeld is de verspreiding van golven op het oppervlak van een meer wanneer er een steen in wordt gegooid.
• diffractie: Het draadloze internetsignaal is een goed voorbeeld van dit fenomeen. Het is te herkennen aan je mobiele telefoon als je in je kamer bent, zelfs met bijvoorbeeld de modem in de woonkamer. Het draadloze signaal is dus een transversale elektromagnetische golf die langs alle muren en deuren in uw huis gaat en uw slaapkamer bereikt.
• Interferentie: als voorbeeld hebben we de gevallen van mobiele telefoons, die, wanneer ze in de buurt van luidsprekers of zelfs computers spelen, een soort sissend geluid kunnen produceren.
• Resonantie: als voorbeeld hebben we soldaten die op een brug marcheren. De loopfrequenties kunnen overeenkomen met de natuurlijke oscillatiefrequenties van de brug. In dit geval wordt de amplitude van de resulterende golf steeds groter en kan de brugstructuur zelfs breken.

Lees ook: Hoe wordt de regenboog gevormd?

Golfverschijnselen in het dagelijks leven

In het dagelijks leven zijn golfverschijnselen altijd aanwezig, vanaf het moment dat we wakker worden en we kunnen objecten zien door reflectie, diffractie en breking lichtgevend, tot het moment dat we gaan slapen, met de de warmteproductie van ons lichaam onder de deken.

Warmte is ook een mechanisch golfverschijnsel en daarom heeft het een materieel medium nodig voor voortplanting. Naast deze en de andere die in de hele tekst worden genoemd, is er een zeer groot aantal golfverschijnselen die bij alle genoemde kenmerken passen.

Opgeloste oefeningen op golfverschijnselen

vraag 1 - (IFGO) Golven zijn manieren om energie van de ene regio naar de andere over te brengen. Er zijn mechanische golven - die materiële middelen nodig hebben om zich voort te planten - en elektromagnetische golven - die zich zowel in een vacuüm als in sommige materiële media kunnen voortplanten. Over golven kunnen we dat correct stellen:

A) de energie die wordt overgedragen door een elektromagnetische golf is recht evenredig met de frequentie van die golf.

B) geluid is een soort elektromagnetische golf en kan daarom van de ene antenne naar de andere worden verzonden, zoals bij tv- en radio-uitzendingen.

C) zichtbaar licht is een mechanische golf die zich alleen transversaal voortplant.

D) er zijn elektromagnetische golven die zichtbaar zijn voor het menselijk oog, zoals ultraviolet, infrarood en microgolven.

E) Infrageluid is een elektromagnetische golf met een frequentie lager dan de hoorbare.

Oplossing

Alternatief A. Geluid is een mechanische, geen elektromagnetische golf. Licht is een elektromagnetische, geen mechanische golf. Ultraviolette, infrarood- en microgolfgolven zijn niet zichtbaar voor het blote oog. Infrageluid is een geluidsgolf en dus mechanisch.

vraag 2 - (Fatec) Controleer het juiste alternatief.

A) Radiogolven zijn mechanische golven.

B) Elke transversale golf is elektromagnetisch.

C) Bij de weerkaatsing van een golf veranderen de lengte en snelheid, maar blijft de frequentie behouden.

D) Wanneer een golf van een meer brekend medium naar een minder brekend medium gaat, is er een verandering in de golflengte, maar niet in de frequentie.

E) Een golf die zich voortplant door een vacuüm is een mechanische golf.

Oplossing

Alternatief D. Het golfverschijnsel dat wordt gekenmerkt door de verandering van medium waarin een golf zich voortplant, wordt breking genoemd. Daarin is er een verandering in golflengte en snelheid, maar de frequentie blijft constant.

door Luiz Guilherme
Natuurkunde leraar