Czym jest fala?

Fale to zakłócenia, które poruszają się w przestrzeni, niosąc, wyłącznie, energia z jednego punktu do drugiego, bez przenoszenia materii. są fale natury mechanika, elektromagnetyczny i grawitacyjny. Jeśli chodzi o ich propagację, możemy sklasyfikować trzy rodzaje fal: fale jednowymiarowy, dwuwymiarowy i trójwymiarowy. Jeśli chodzi o kierunek zakłóceń, dzielą się one na falepoprzeczne i wzdłużny.

sprawdzić: natura fali

Właściwości fali

Bez względu na charakter, formę propagacji czy zakłócenia, wszystkie fale mają te same właściwości: częstotliwość, długośćwfala, amplituda, prędkość i kurs czasu. Poniższy rysunek przedstawia falę i jej elementy. Zegarek:

Na tym rysunku można zaobserwować kilka ważnych elementów fal.

• Długość fali

Długość fali jest reprezentowana przez symbol λ i jest równoważna przestrzeni, którą fale przemierzają, dopóki nie zrealizują kompletne chybotanie. Długość fali jest również zdefiniowana jako odległość między dwiema kolejnymi dolinami, dwa kolejne herby lub trzy kolejne węzły.

Węzły to pozycje w środku, które pozostają w spoczynku podczas propagacji fali. W Międzynarodowym Układzie Jednostek (SI) długość fali jest wielkością określoną w metrach (m).

• Częstotliwość

Częstotliwość fali jest podana przez liczba oscylacji że ona wykonuje każda sekunda. W systemie międzynarodowym ta wielkość jest mierzona w s^-1 (odwrotność sekundy), co jest równoważne herc (Hz). Na przykład: fala 20 Hz wykonuje dwadzieścia pełnych zamachów co sekundę.

• Kurs czasu

Okres fali to Przedział czasowy że bierze na występ jedenoscylacjakompletny. W SI ta wielkość jest mierzona w sekundy (y). Ponadto właściwości kurs czasu i częstotliwość można powiązać za pomocą następującego wyrażenia:

Podtytuł:
T = okres(y)
fa = częstotliwość (Hz lub s^-1)

• prędkość propagacji

TEN prędkość faliTo zależy z całkiem gdzie się rozprzestrzenia. W międzynarodowym układzie jednostek jest mierzony w metrów na sekundę (SM). Ponadto wielkość ta ma matematyczny związek z wielkościami częstotliwości (lub okresu) i długości fali:

Podtytuł:
v = prędkość propagacji fali (m/s)
λ = długość fali (m)
fa = częstotliwość (Hz lub s^-1)

• Amplituda

Amplituda fali jest związana z jej intensywność. Na przykład, gdy głośność dźwięku jest zwiększona, powstają fale dźwiękowe o dużych amplitudach. Amplituda jest mierzona jako odległość od położenia równowagi do wysokości grzbietu lub doliny. Zaprzykład: gdy kropla wody spada na powierzchnię jeziora, tworzy się mała fala. Punkty tej fali, które znajdują się na tej samej wysokości co reszta jeziora, są stanowiskawsaldo, nazywany również my.

Popatrzrównież: fale okresowe

Propagacja fali

Fale mogą się rozchodzić w trzy kierunki jednak z kosmosu niektóre fale mogą podróżować w mniejszej liczbie wymiarów, na przykład fale jednowymiarowe i fale dwuwymiarowe. Liczba kierunków, w których propaguje się fala, może być określona przez geometrię ośrodka, w którym się znajduje, oraz przez polaryzacja fali (w przypadkach, gdy jest polaryzowalny).

Teraz nie przestawaj... Po reklamie jest więcej ;)

• Fale jednowymiarowe: są to zakłócenia, które rozchodzą się w przestrzeni tylko w jednym kierunku. Przykład: fale utworzone przez sprężynę naciskaną do przodu lub do tyłu.

• fale dwuwymiarowe: fale, które rozchodzą się na powierzchniach, w związku z tym podróżują w dwóch kierunkach przestrzeni jednocześnie. Przykład: fala, która tworzy się na powierzchni jeziora w wyniku zaburzenia wywołanego przez spadającą na nie skałę.

• fale trójwymiarowe: są to fale, które poruszają się w trzech kierunkach przestrzeni jednocześnie, w kształtach kulistych i są koncentryczne do swojego źródła, to znaczy, gdy obie pochodzą z tej samej pozycji. Przykład: Fale dźwiękowe wychodzące z głośnika, światło rozchodzące się z zapalonej lampy.

Zobacz też: Klasyfikacja fal

Niepokojenie

Zgodnie z zależnością między kierunkiem zakłócenia, które powoduje falę, a kierunkiem, w którym ta fala będzie się rozchodzić, można je sklasyfikować jako wzdłużny lub poprzeczne.

• fale podłużne: fale, które rozchodzą się w tym samym kierunku, co zakłócenie, które je wygenerowało. Przykład: dźwięk jest falą wzdłużny generowane przez kompresję i rozrzedzenie cząsteczek w ośrodku, takim jak powietrze, obszary, w których gęstość z powietrza pozostaje większy i mniejszy, odpowiednio. Spójrz na poniższy rysunek:

• Fale poprzeczne: fale, które rozchodzą się w kierunkach prostopadłych do kierunku zakłócenia, które je wygenerowało. Przykład: fala wytwarzana na kołyszącej się strunie lub światło wytwarzane przez oscylujące pola elektryczne i magnetyczne. Zobacz zdjęcie:

fala natura

fale mogą mieć naturę mechanika, elektromagnetyczny lub grawitacyjny.

• Fale mechaniczne: Fale te nie rozchodzą się w próżni, są to zakłócenia, które mogą się rozchodzić tylko w jakimś ośrodku wypełnionym materią, takim jak woda, powietrze, metale i tak dalej. Przykłady: dźwięki i trzęsienia ziemi.

Fale dźwiękowe rozchodzące się w powietrzu poprzez wibracje kamertonu.

Popatrzrównież: Fale dźwiękowe

• faleelektromagnetyczny: to fale, które nie potrzebują ośrodka do rozchodzenia się. Tworzą je drgania pól elektrycznych i magnetycznych. Przykład: światło, podczerwień, ultrafiolet.

Fale elektromagnetyczne są wytwarzane przez oscylujące pola elektryczne i magnetyczne.

• falegrawitacyjny: jej istnienie zaproponował dawno temu Albert Einstein, jednak potwierdzono to dopiero w 2016 roku, zderzeniem dwóch czarne dziury odległy. Ten rodzaj fali powoduje deformacje czasoprzestrzeni.

Układy binarne, takie jak ten na rysunku, mogą oscylować wokół swojego środka masy z dużą prędkością, wytwarzając fale grawitacyjne.

Popatrzrównież: fale grawitacyjne

Rafael Hellerbrock
Ukończył fizykę 

Czy chciałbyś odnieść się do tego tekstu w pracy szkolnej lub naukowej? Popatrz:

HELERBROCK, Rafael. „Co to jest fala?”; Brazylia Szkoła. Dostępne w: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-onda.htm. Dostęp 27 czerwca 2021 r.