Główna zawartość

Fizyka - 11 klasa (Indie)

Kurs: Fizyka - 11 klasa (Indie) > Rozdział 19

Lekcja 2: Długość, częstotliwość prędkość rozchodzenia się fali

Powtórzenie wiadomości o falach

Przypomnij sobie najważniejsze wiadomości i pojęcia związane z opisem fal podłużnych i poprzecznych: długość fali, grzbiet i dolina fali, amplituda, itd. Tłumaczenie na język polski: fundacja Edukacja dla Przyszłości dzięki wsparciu Fundacji Akamai.

Pojęcia kluczowe

Pojęcie (symbol)	Znaczenie
Długość fali (lambda)	Odległość między sąsiadującymi maksimami lub minimami fali.
Fala periodyczna	Fala, która się powtarza w przestrzeni i w czasie. Zwana także falą ciągłą.
Grzbiet	Najwyższy punkt w fali poprzecznej.
Dolina	Najniższy punkt w fali poprzecznej.
Rozrzedzenie	Punkt, w którym cząsteczki ośrodka są od siebie najbardziej oddalone dla fal podłużnych.
Skupienie	Punkt, w którym cząsteczki ośrodka są od siebie najmniej oddalone dla fal podłużnych.

Równania

Równanie	Symbole	Znaczenie
lambda, equals, start fraction, v, divided by, f, end fraction	lambda to długość fali, v to prędkość fali, a f to częstotliwość.	Długość fali to prędkość fali podzielona przez częstotliwość.

Jak zidentyfikować wielkości falowe

Fale poprzeczne

W falach poprzecznych cząsteczki ośrodka drgają prostopadle do kierunku, w jakim porusza się fala, tak, jak to przedstawiono na Rysunku 1 poniżej.

[Jaka jest różnica między grzbietem fali a amplitudą?]

Fale podłużne

Fale podłużne powstają kiedy cząsteczki ośrodka drgają tam i z powrotem w tym samym kierunku, w jakim porusza się fala. Falę można sobie zobrazować jako skupienia i rozrzedzenia poruszające się wzdłuż ośrodka. Długość fali to odległość między dwoma sąsiadującymi skupieniami.

Jak zrozumieć równanie prędkości fali

Prędkość v fali jest stała dla danego niezmiennego ośrodka, więc częstotliwość i długość fali są do siebie odwrotnie proporcjonalne. Równanie na prędkość fali nie jest czymś nowym, to po prostu inny sposób na zapisanie równania

v, equals, start fraction, delta, x, divided by, t, end fraction

które można przekształcić i uzyskać

delta, x, equals, v, t

Długość fali lambda to dystans jaki pokonuje grzbiet (lub dolina) fali w ciągu jednego okresu T. Okres możemy przedstawić też za pomocą częstotliwości f. Dokonajmy tych podstawień:

\begin{aligned}\lambda &= vT \\ \\\\ \lambda&=\dfrac{v}{f}\end{aligned}

Jak fale przenoszą energię

Fale przenoszą energię za pomocą ośrodka. Każde przemieszczenie fali napotyka na opór, który jest bezpośrednio proporcjonalny do siły powrotu. Praca potrzebna do wytworzenia fali o dużej amplitudzie wymaga zarówno dużych sił i przemieszczeń, które prowadzą do zwiększenia energii fal.

Zatem, energia transportowana przez falę zwiększa się wraz z amplitudą fali.

Często spotykane błędy i nieporozumienia

Czasami ludzie zapominają, że jedynym sposobem zmiany prędkości fal jest zmiana właściwości ośrodka, w którym porusza się fala. Na przykład fale w strunie poruszają się szybciej, jeśli zwiększysz napięcie struny. Dźwięk porusza się szybciej, jeśli podniesiesz temperaturę powietrza. Zmiana częstotliwości lub amplitudy fal nie zmieni prędkości fali , ponieważ nie są to zmiany właściwości ośrodka.

Dowiedz się więcej

Jeśli chcesz poznać bardziej szczegółowe wyjaśnienia własności fal, obejrzyj film o właściwościach fal okresowych.

Aby sprawdzić i ugruntować swoją wiedzę, zajrzyj do tych ćwiczeń:

Chcesz dołączyć do dyskusji?

Zaloguj się

Sortuj według

Na razie brak głosów w dyskusji

Rozumiesz angielski? Kliknij tutaj, aby zobaczyć więcej dyskusji na angielskiej wersji strony Khan Academy.