Fenomene ondulatorii: ce sunt, exemple, rezumat

Toate fenomene ondulatorii existente în natură apar datorită propagării diferitelor tipuri de unde. Undele sunt mișcări foarte specifice, caracterizate prin pulsuri sau impulsuri succesive, în care există, exclusiv, propagarea energiei.

Citeste si: 5 lucruri pe care trebuie să le știi despre valuri

Rezumatul fenomenelor ondulatorii

• Fenomenele ondulatorii sunt compuse din valuri si sunt extrem de importante pentru dezvoltarea societatii moderne.
• Undele sunt forme de propagare a energiei.
• Fenomenele ondulatorii sunt caracterizate prin propagarea undelor.
• Fenomenele ondulatorii sunt:
  • reflexia: este proprietatea care este legata de faptul ca fenomenele ondulatorii sunt reflectate;
  • difracția: este proprietatea fenomenelor ondulatorii de a ocoli obstacolele;
  • refracția: este proprietatea de a modifica viteza de propagare a fenomenelor ondulatorii;
  • polarizare: este caracteristica fenomenelor ondulatorii de filtrat;
  • rezonanță: este atunci când frecvența de oscilație a unui fenomen ondulatoriu coincide cu frecvența naturală de oscilație a unui sistem fizic;
  • dispersia: este proprietatea combinării fenomenelor ondulatorii, rezultând o modificare a vitezei undei rezultate;
  • interferența: este proprietatea fenomenelor ondulatorii care poate fi adăugată sau redusă.
• Lumina soarelui și sunetul sunt exemple de valuri de diferite naturi.

Ce sunt fenomenele ondulatorii?

Fenomenele ondulatorii sunt acelea în care principiile fizice din spatele întâmplării sale sunt valuri. Este important de subliniat că, în natură, mai multe fenomene pot fi caracterizate ca fiind ondulatorii.

De exemplu, sunetul pe care îl auzim când o persoană vorbește este un fel de undă. În acest caz, auzim din cauza perturbării moleculelor de aer care se propagă la urechea noastră, în care avem o structură capabilă să primească și să recunoască această perturbare.

În cazul în care cuptor cu microunde, folosit in scop rezidential, avem crearea si propagarea unui alt tip de unda, diferita de undele sonore si caracterizata ca unda electromagnetica. Putem observa, în cele două cazuri menționate, că tipurile de unde și, prin urmare, fenomenele ondulatorii implicate au naturi diferite.

Ce tipuri de fenomene ondulatorii?

Folosind în continuare cele două fenomene ondulatorii menționate și într-un mod mai specific, definim fenomenul sonor ca fiind un fenomen de unde mecanice și cuptorul cu microunde ca fiind un fenomen de undele electromagnetice. Dar care este diferența dintre cele două naturi ale acestor fenomene? În primul caz, avem prezența undelor sonore.

THEs unde sonore au neapărat nevoie de un mijloc de propagare. Aceasta înseamnă că putem doar auzi, deoarece unda sonoră are nevoie de aer pentru a-și propaga energie. În al doilea caz, avem apariția undelor electromagnetice. Acestea nu necesită mijloace materiale pentru înmulțire.

Cu alte cuvinte, undele electromagnetice se deplasează în vid. De aceea, lumina soarelui poate ajunge pe Pământ. Desigur, nu putem să nu menționăm faptul că undele electromagnetice se propagă și în mediile materiale.

Undele, în special undele electromagnetice, care sunt unde transversale, au câteva proprietăți importante legate de unele fenomene suferite de acestea.

• Reflecţie: fenomen în care se reflectă undele.
• Refracţie: este legat de modificarea vitezei de propagare a unei unde atunci când aceasta trece de la un mediu de propagare la altul.
• Polarizare: poate fi înțeles ca un fel de filtru pentru unde transversale. Polarizarea selectează o singură direcție de vibrație dintre toate direcțiile de vibrație ale unei unde. Acest lucru se realizează cu ajutorul unui polarizator, care lasă vibrațiile să treacă doar într-o singură direcție.
• Dispersare: legat de viteza de propagare a undelor. În acest caz, mai multe valuri cu viteze diferite generează o undă rezultată. Aceasta înseamnă că viteza de propagare a undei rezultate se modifică odată cu undele sale componente.
• Difracţie: în el undele înconjoară și peste obiecte, inclusiv găuri. Acest lucru poate determina lărgirea sau împrăștierea undelor atunci când trec prin astfel de găuri.
• Interferență: se întâmplă atunci când două sau mai multe unde care se propagă în spațiu se întâlnesc. În acest caz va exista o suprapunere a undelor, ceea ce va avea ca rezultat un val. În acest context, clasificăm interferența în două moduri. Prima, numită interferență constructivă, este situația în care amplitudinea undei rezultată este suma amplitudinilor undelor care o compun. A doua, numită interferență distructivă, este situația în care amplitudinea undei rezultate este diferența de amplitudine a undelor care o compun.
• Rezonanţă: evidentiaza caracterul ondulatoriu al sistemelor fizice. În acest context, sistemele care oscilează primesc excitații la frecvențe care corespund uneia dintre frecvențele lor naturale de oscilație. În acest fel, sistemul începe să oscileze cu amplitudini din ce în ce mai mari.

Vezi si: Ce este infrasunetele și ultrasunetele?

Exemple de fenomene ondulatorii

a) Fenomenele ondulatorii mecanice

Pe lângă exemplul undelor sonore, putem aminti aici și valuri formate la suprafața unui lac când aruncăm o piatră sau orice obiect. Mișcarea ondulatorie a a pielea unui instrument de percuție este, de asemenea, un fenomen ondulatoriu mecanic. De asemenea, ai valurile pe frânghie când faci exerciții fizice. Pe lângă acestea, există multe alte fenomene ondulatorii în natură care se potrivesc acestor caracteristici, adică în care există prezența undelor mecanice.

Valuri pe suprafața unui lac din cauza căderii unei picături de apă.

b) Fenomene unde electromagnetice

Acestea sunt fenomenele caracterizate prin prezența undelor electromagnetice. Pe lângă cuptoarele cu microunde, putem aminti unde radio; tu raze X, pentru efectuarea testelor imagistice diagnostice; O infraroşu, a avea vedere pe timp de noapte; și marea majoritate a fenomenelor care implică lumina soarelui, cum ar fi refracția luminii, reflexia luminii și difracția.

Circuitele electronice foarte avansate utilizate pentru echipamente de diagnosticare a imaginii, obiecte electronice și electrocasnice, se încadrează și ele în acest tip de fenomen deoarece este propagarea undelor electromagnetic. Pe lângă, desigur, colaborarea cu dezvoltarea constantă a societății moderne și creșterea calității vieții oamenilor.

Pe scurt, toate aceste fenomene, așa cum am menționat deja, se bazează pe prezența fenomenelor ondulatorii electromagnetică, caracterizată prin propagarea undelor și, deci, a energiei, fără a fi nevoie de un mediu material prin urmare.

Aparat cu microunde, folosit pentru încălzirea alimentelor în case.

Având în vedere fenomenele evidențiate provocate de valuri, avem următoarele exemple pentru fiecare caz:

• Reflecţie: vedem o imagine când stăm în fața oglinzii tocmai pentru că lumina, care este o undă electromagnetică transversală, este reflectată.
• Refracţie: ca exemplu avem cazul razelor solare. Când trece din aer în apă într-o piscină, viteza sa de propagare scade. Rezultatul acestei schimbări este că o persoană din afara piscinei vede un obiect în interiorul piscinei într-un mod distorsionat.
• Polarizare: amintim aici cazul ochelarilor de soare. Lentilele bune de ochelari de soare funcționează ca polarizatoare de lumină. Aceasta înseamnă că, atunci când le folosiți, ochii tăi vor primi intensități luminoase mai mici, deoarece celelalte direcții ale vibrațiilor luminii nu pot depăși lentila. Acest lucru, de fapt, justifică prețul ridicat al ochelarilor alcătuiți din lentile de soare bune.
• Dispersare: un bun exemplu ar fi dispersarea valurilor pe suprafața unui lac atunci când o piatră este aruncată în el.
• Difracţie: Semnalul de internet wireless este un bun exemplu al acestui fenomen. Poate fi recunoscut de telefonul mobil atunci când ești în cameră, chiar și cu modemul în sufragerie, de exemplu. Astfel, semnalul wireless este o undă electromagnetică transversală care se învârte pe toți pereții și ușile casei tale, ajungând în dormitorul tău.
• Interferență: ca exemplu avem carcasele telefoanelor mobile, care, atunci când se joacă lângă difuzoare sau chiar computere, pot emite un fel de șuierat.
• Rezonanţă: ca exemplu avem soldați care mărșăluiesc pe un pod. Frecvențele sale de mers se pot potrivi cu frecvențele naturale de oscilație ale podului. În acest caz, amplitudinea undei rezultate crește din ce în ce mai mult și structura podului se poate chiar rupe.

Citeste si: Cum se formează curcubeul?

Fenomenele ondulatorii în viața de zi cu zi

În viața de zi cu zi, fenomenele ondulatorii sunt prezente tot timpul, de când ne trezim și putem vedea obiectele prin reflexie, difracție și refracție luminos, până în momentul în care ne culcăm, cu producția de căldură a corpului nostru sub capac.

Căldura este, de asemenea, un fenomen de undă mecanică și, prin urmare, are nevoie de un mediu material pentru propagare. Pe lângă acestea și cele menționate de-a lungul textului, există un număr foarte mare de fenomene ondulatorii care se potrivesc tuturor caracteristicilor menționate.

Exerciții rezolvate asupra fenomenelor ondulatorii

intrebarea 1 - (IFGO) Undele sunt modalități de transfer de energie dintr-o regiune în alta. Există unde mecanice — care au nevoie de mijloace materiale pentru a se propaga — și unde electromagnetice — care se pot propaga atât în ​​vid, cât și în unele medii materiale. Despre valuri, putem afirma corect asta

A) energia transferată de o undă electromagnetică este direct proporţională cu frecvenţa undei respective.

B) sunetul este un fel de undă electromagnetică și, prin urmare, poate fi transmis de la o antenă la alta, ca în transmisiile TV și radio.

C) lumina vizibilă este o undă mecanică care se propagă numai transversal.

D) există unde electromagnetice care sunt vizibile pentru ochiul uman, cum ar fi ultravioletele, infraroșul și microundele.

E) Infrasunetele este o undă electromagnetică cu o frecvență sub cea audibilă.

Rezoluţie

Alternativa A. Sunetul este o undă mecanică, nu electromagnetică. Lumina este o undă electromagnetică, nu mecanică. Undele ultraviolete, infraroșii și cu microunde nu sunt vizibile cu ochiul liber. Infrasunetele este o undă sonoră și, prin urmare, mecanică.

intrebarea 2 - (Fatec) Verificați alternativa corectă.

A) Undele radio sunt unde mecanice.

B) Fiecare undă transversală este electromagnetică.

C) În reflexia unei unde, lungimea și viteza acesteia se modifică, dar frecvența ei este menținută.

D) Când o undă trece de la un mediu mai refractor la unul mai puțin refractor, are loc o modificare a lungimii de undă, dar nu a frecvenței sale.

E) O undă care se propagă prin vid este o undă mecanică.

Rezoluţie

Alternativa D. Fenomenul de undă caracterizat prin schimbarea mediului în care se propagă o undă se numește refracție. În ea are loc o modificare a lungimii de undă și a vitezei, dar frecvența sa rămâne constantă.

de Luiz Guilherme
Profesor de fizică

Sursă: Brazilia școală - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/fenomenos-ondulatorios.htm