Hullámmozgás. Hullámmozgás  A lazán felfüggesztett gumiszalagra merőlegesen ráütünk, akkor a gumiszalag megütött része rezgőmozgást végez.

Az előadások a következő témára: "Hullámmozgás. Hullámmozgás  A lazán felfüggesztett gumiszalagra merőlegesen ráütünk, akkor a gumiszalag megütött része rezgőmozgást végez."— Előadás másolata:

1 Hullámmozgás

2 Hullámmozgás  A lazán felfüggesztett gumiszalagra merőlegesen ráütünk, akkor a gumiszalag megütött része rezgőmozgást végez.

3 Hullám létrehozása ingasoron.

4  A kimozdított részecske hatására kis időkéséssel a szomszédos részecskék is mozgásba jönnek.  A rezgésnek a részecskéről részecskére történő terjedése a hullámmozgás.

5 Hullámok csoportosítása 1. Dimenziók szerint : a)vonal menti hullám pl: gumikötél b)felületi hullám pl: víz c)térbeli hullám pl: fény

6 2.Rezgés iránya szerint : a) Transzverzális hullámról beszélünk akkor, ha az egyes részecskék mozgásának iránya a hullám terjedési irányára merőleges. Pl: fény Terjedéséhez közeg nem szükséges! Vákuumban is terjed.

7 b.)Longitudinális hullám esetén a részecskék mozgásának iránya egybeesik a hullám terjedésének irányával. Pl: hang  Terjedéséhez közeg szükséges.

8 Alapfogalmak

9  Hullámhossz: Az egymáshoz legközelebb eső, azonos fázisban rezgő pontok távolsága. Jele: λ (lambda) mértékegysége:m (méter)  Periódusidő: az az időtartam, amely alatt a közegben terjedő változás egy hullámhossznyi utat megtesz. Jele: T mértékegysége: s(szekundum)

10  Rezgésszám(frekvencia): a hullám rezgésszáma megegyezik a hullámforrás rezgésszámával. Jele: f Mértékegysége: 1/s=Hz(Hertz)  Terjedési sebesség: a hullámok terjedéséhez időre van szükség, ezért a hullám terjedésének van sebessége. Jele: c Mértékegysége: m/s

11  A hullám terjedési sebességét az a közeg határozza meg, melyben az adott hullám terjed.  Egy közeget hullámtani szempontból sűrűbbnek nevezzük, ha benne a hullám lassabban képes haladni, ritkább közegben gyorsabban halad a hullám.  Pl: vas hullámtanilag ritkább közeg, mint a levegő. c vas >c levegő

12 A terjedési sebesség meghatározása a hullám jellemző adataival.

13 Hullámok visszaverődése 1. Vonal hullámok visszaverődése  rögzített végről  szabad végről

14 Kísérleti tapasztalatok alapján : A rögzített végről ellentétes fázisban, a szabad végről azonos fázisban verődnek vissza a hullámok.

15 Felületi és térbeli hullámok visszaverődése

16

17 Visszaverődés törvényei  Ha a hullám olyan közeg határához ér, amibe nem tud bejutni, akkor visszaverődik. 1. A beeső hullám, a visszavert hullám a beesési merőlegessel egy síkban vannak. 2. A beesési szög és a visszaverődési szög megegyeznek.  = β

18 Hullámok törése  A hullám ha új közeg határához ér, akkor ott egy része visszaverődik, másik része behatol az új közegbe.  Hullámtani szempontból két közeg akkor különböző, ha bennük a hullám terjedési sebessége különböző.

19 Hullámok törése

20

21  A terjedési sebességek hányadosa az ún. törésmutató.

22 Hullám törési törvénye 1. 1. A beeső hullám, a megtört hullám és a beesési merőleges egy síkban vannak. 2. 2. Ha a sugár hullámtanilag ritkább közegből lép a sűrűbb közegbe; akkor a beesési szög nagyobb, mint a törési szög. azaz: α > β, beesési merőlegeshez törik a sugár

23 3. 3. Ha a sugár hullámtanilag sűrűbb közegből lép a ritkább közegbe; akkor a beesési szög kisebb, mint a törési szög. azaz: α < β, beesési merőlegestől törik a fénysugár. 4. 4. A merőlegesen érkező fénysugarak nem törnek meg.

24 Teljes visszaverődés Ha a hullám a hullámtanilag sűrűbb közeg felől érkezik, akkor a beesési szögek között van egy olyan ún. „határszög”, amelyhez -os törési szög tartozik. A határszögnél nagyobb beesési szög esetében a hullám nem hatol be a ritkább közegbe, hanem a közös felületről teljes mértékben visszaverődik. Ez a jelenség a teljes visszaverődés. (Alkalmazása: Szivárvány, optikai kábelek)

25 Teljes visszaverődés

26 Hullámok találkozása, a szuperpozíció Két vagy több hullám hatását a hullámtér egy adott pontjában egymástól függetlenül vehetjük számításba. A találkozás helyén létrejövő rezgésállapot az egyes hullámokban terjedő rezgések eredője.

27 Hullámok elhajlása Keskeny résen áthaladva a hullám behatol az úgynevezett árnyéktérbe is. Ez a hullámelhajlás jelensége. d>>λ d> λ d~λ d – rés szélessége

28 Hullámok interferenciája I. Olyan speciális hullámok találkozása, amelyek állandó fáziskülönbséggel működő hullámforrásokból érkeznek. A maximális erősítésű pontok azok lesznek, ahol a fenti hullámok azonos fázisban érkeznek. Maximális gyengítést kapunk, ahol a hullámok ellenkező fázisban érkeznek. Azonos fázisú hullámforrások esetén erősítést kapunk azokban a pontokban, ahol, és gyengítést, ahol

29

30 Állóhullámok 1. Olyan speciális interferencia, ahol a találkozó hullámok amplitúdója megegyezik. 2. Ennek eredményeképpen a közegnek lesznek olyan pontjai melyek kitérése nulla marad mindig, ezek a csomópontok. 3. Két csomópont között azonban a közeg elemei azonos fázisban, de különböző amplitúdóval rezegnek.