Charakteristika vĺn

postava 1. Reprezentatívne parametre sínusovej vlny. Zdroj: f. Zapata.

Ten Charakteristika vĺn Sú výrazným zvlneným fenoménom: vlnová dĺžka, frekvencia, údolia, hrebene, rýchlosť, energia a ďalšie, ktoré vysvetlíme v tomto článku.

Vo vlnách nie sú to častice, ktoré cestujú s narušením, ale energiou. Keď sa vlna šíri v materiálovom médiu, ktorým môže byť voda, vzduch alebo lano, častice sa presúvajú len z rovnovážnej polohy, aby sa k nemu vrátili po krátkom čase.

Pohyb sa však prenáša z jednej častice na druhú, takže každá z nich vibruje. Týmto spôsobom sa rozptýlenie, ktoré nazývame, sa šíri uprostred atmosféra, Ako vlna fanúšikov na štadiónoch, keď sa hrajú futbalové zápasy.

Štúdium vĺn je veľmi zaujímavé, pretože žijeme vo svete plnom: svetlo, morské vlny, zvuk hudby a hlas sú zvlnené javy, hoci rôzna povaha. Svetlo aj zvuk sú obzvlášť dôležité, pretože ich neustále potrebujeme, aby komunikovali s vonkajším svetom.

Aké sú charakteristiky vĺn?

Vibrovanie

Je to úplná prehliadka, ktorá vytvára časticu v jej hojdajúcom sa pohybe. Napríklad kyvadlo má pohyb hojdania, pretože z určitého bodu opisuje oblúk, zastavuje sa, keď dosiahne určitú výšku a vráti sa do svojej pôvodnej polohy.

Keby to nebolo pre trenie, toto hnutie by nasledovalo neurčito. Ale kvôli treniu je pohyb pomalší a pomalší a najmenej široký oscilácia, až kým sa kyvadlo nezastaví.

Môže vám slúžiť: Druhý zákon termodynamiky: vzorce, rovnice, príklady

Keď je narušené vodorovné napäté lano, častice lana vibrujú vo vertikálnom smere, tj zhora nadol, zatiaľ čo rušenie sa vodorovne pohybuje vodorovne pozdĺž lana pozdĺž lana.

Oscilačný centrum

Keď sa častica uskutoční pohybujúci sa pohyb, spôsobuje, že sa pohybuje s ohľadom na určitý bod, nazývaný pôvod alebo oscilačný centrum.

V príklade kyvadla je v rovnováhe v najnižšom bode a osciluje sa okolo tohto, ak ho trochu oddeľujeme od tejto polohy. Preto sa tento bod môže považovať za stred oscilácie.

Dokážeme si tiež predstaviť pružinu alebo pružinu na vodorovnom stole, ktoré sú predmetom jedného konca na stenu a s blokom na druhom konci. Ak je systém pružinovej kefky nezastaraný, blok je v určitej rovnovážnej polohe.

Pri stlačení alebo natiahnutí pružiny však systém začne kmitať okolo tejto rovnovážnej polohy.

Predĺženie

Je to vzdialenosť, ktorú sa častice po chvíli pohybujú od oscilačného centra. Meria sa v metroch, keď sa používa medzinárodný systém, ak sa používa, ak sa používa.

Ak je pružina stlačená alebo natiahnutá blokom na jednom konci, hovorí sa, že zažila predĺženie počtu „x“ metrov, centimetrov alebo jednotky, ktorá sa používa na meranie vzdialenosti.

Hrebene

Sú to najvyššie a najnižšie body, ktoré častica dosahuje vzhľadom na rovnovážnu polohu y = 0 (pozri obrázok 1).

Amplitúda

Morské vlny, keď majú veľa amplitúdy, majú veľa energie

Je to maximálna vzdialenosť, ktorú sa častice oddeľujú od oscilačného centra a je tiež uvedené v metroch. Je označený ako Do alebo ako a. Tam sa rovnovážna poloha zhoduje s y = 0 a zodpovedá hrebeňom a vlnovým údoliam.

Môže vám slúžiť: Dynamické alebo kinetické trenie: koeficient, príklady, cvičenia

Amplitúda je dôležitým parametrom, pretože súvisí s energiou, ktorá prepravuje vlnu. Čím väčšia je amplitúda, tým väčšia je energia, ako napríklad v vlnách mora.

Uzol

Uzly sú body, v ktorých častica prechádza cez oscilačné stredisko alebo rovnovážnu polohu.

Cyklovanie

Toto sa nazýva úplná oscilácia, keď častica prechádza z jedného hrebeňa na druhý alebo z údolia na druhý. Potom hovoríme, že urobil cyklus.

Kyvadlo vykonáva úplnú osciláciu, keď sa určitá výška rovnovážnej polohy presunie, prechádza najnižším bodom, stúpa do rovnakej výšky na ceste a vráti sa do počiatočnej výšky na spiatočnej ceste.

Obdobie

Pretože vlny sa opakujú, pohyb častíc sú noviny. Obdobie je čas potrebný na vytvorenie úplného kmitania a zvyčajne sa odopiera veľkým písmenom T. Jednotky obdobia v medzinárodnom systéme, ak sú druhými (-mi).

Časť

Je to spätná alebo recipročná veľkosť obdobia a súvisí s množstvom oscilácií alebo cyklov vyrobených na jednotku času. Je označený listom F.

Pretože množstvo oscilácií nie je jednotkou, pre frekvenciu sa používajú sekundy^-1 (s^-1) nazývané Hertz alebo Hertzios a skrátene Hz.

Keďže sme inverziou obdobia, môžeme napísať matematický vzťah medzi oboma veľkami:

F = 1 /t

O dobre:

T = 1/f

Ak napríklad kyvadlo vykoná 30 cyklov za 6 sekúnd, jeho frekvencia je:

F = (30 cyklov)/(6 s) = 5 cyklov/s = 5 Hz.

Môže vám slúžiť: relatívna hustota: výpočet, príklady, cvičenia

Vlnová dĺžka

Je to vzdialenosť medzi dvoma bodmi vlny, ktorá je v rovnakej výške za predpokladu, že sa vykonala úplná oscilácia. Môže sa merať z jedného hrebeňa na druhý napríklad po sebe idúci, ale aj z Valle do Valle.

Vlnová dĺžka je označená gréckym písmenom λ, ktoré číta „lambda“ a meria sa v vzdialenosti, ako sú merače medzinárodného systému, hoci existuje taká veľká škála vlnových dĺžok, že násobky a submultipy sú časté.

Vlna

Je to reverzná veľkosť vlnovej dĺžky, vynásobená číslom 2π. Preto označením čísla vlny písmenom K máme:

K = 2π / λ

Rýchlosť šírenia

Je to rýchlosť, s akou narušenie prechádza. Ak je médium, v ktorom sa vlna šíri homogénne a izotropné, to znamená, že jeho vlastnosti sú všade rovnaké, potom je táto rýchlosť konštantná a je daná:

V = λ / t

Jednotky rýchlosti šírenia sú rovnaké ako jednotky akejkoľvek inej rýchlosti. V medzinárodnom systéme zodpovedá M/S.

Pretože obdobie je inverzná frekvencia, dá sa tiež vyjadriť:

v = λ . F

A keďže rýchlosť je konštantná, produkt λ.f, takže ak je napríklad modifikovaná vlnová dĺžka, zmení sa frekvencia tak, aby produkt zostal rovnaký.

Odkazy

1. Giancoli, D.  2006. Fyzika: Princípy s aplikáciami. 6. Ed Prentice Hall.
2. Hewitt, Paul. 2012. Koncepčná fyzická veda. 5. Edimatizovať. Pearson.
3. Sears, Zemansky. 2016. Fyzika univerzity s modernou fyzikou. 14. Edimatizovať. Zväzok 1. Pearson.
4. Serway, r., Jewett, J. (2008). Fyzika pre vedu a inžinierstvo. Zväzok 1. 7. Edimatizovať. Učenie sa.
5. Tipler, P. (2006) Fyzika pre vedu a techniku. 5. vydanie. Zväzok 1. Redaktor sa vrátil.