Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

MECHANIKAI HULLÁMOK

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "MECHANIKAI HULLÁMOK"— Előadás másolata:

1 MECHANIKAI HULLÁMOK Készítette: Porkoláb Tamás

2 HULLÁMOK KIALAKULÁSA Hullámforrás: egy rezg ő test. Ha ez a rezgés megsz ű nik, vele együtt a hullám is. Hullám: a rezgési állapot tovaterjedése a térben. Készítette: Porkoláb Tamás

3 Hullám terjedése: a közeg részecskéinek csatolt rezgése által. Minél szorosabb a csatolás, annál gyorsabban terjed a hullám. A közeg részecskéi rezg ő mozgást végeznek egy nyugvó egyensúlyi pont körül. HULLÁMOK TERJEDÉSE Készítette: Porkoláb Tamás

4 HULLÁMOK JELLEMZ Ő I Hullámfront: a közegben azonos fázisban rezg ő pontjait összeköt ő görbe Frekvencia (f) : megmutatja, hogy a közeg részecskéi hány teljes rezgést tesznek meg 1 s alatt Periódusid ő (T) : megmutatja, hogy a közeg részecskéi hány s alatt tesznek meg egy teljes rezgést Amplitúdó (A) : megmutatja, hogy a közeg részecskéinek mekkora a maximális kitérése Készítette: Porkoláb Tamás

5 Hullámhossz ( λ ) : két szomszédos, azonos fázisú hely távolsága a terjedési irány mentén HULLÁMOK JELLEMZ Ő I Készítette: Porkoláb Tamás

6 Terjedési sebesség (c) : a rezgési állapot terjedésének sebessége, másképpen a hullámfront sebessége. Az el ő z ő k alapján T id ő alatt λ utat tesz meg, így : HULLÁMOK JELLEMZ Ő I Készítette: Porkoláb Tamás

7 HULLÁMOK TÍPUSAI Készítette: Porkoláb Tamás

8 HULLÁMOK KÉT KÖZEG HATÁRÁN Egy hullám két közeg határára érkezve részben visszaver ő dik, részben pedig megtörik. A hullámok sebessége függ a közegt ő l. Hullámtanilag s ű r ű bb: amelyben a hullámok lassabban terjednek. Hullámtanilag ritkább: amelyben a hullámok gyorsabban terjednek. A hullámok rezgésszáma független a közegt ő l.

9 Rögzített végr ő l : Szabad végr ő l : Készítette: Porkoláb Tamás HULLÁMOK VISSZAVER Ő DÉSE (REFLEXIÓ)

10 A visszaver ő dés törvénye: Térbeli hullámok esetén a bees ő sugár, a beesési mer ő leges és a visszavert sugár egy síkban van. A beesési szög és a visszaver ő dési szög egyenl ő nagyságú. HULLÁMOK VISSZAVER Ő DÉSE (REFLEXIÓ) Készítette: Porkoláb Tamás

11 HULLÁMOK TÖRÉSE (REFRAKCIÓ) Készítette: Porkoláb Tamás

12 TSUNAMI A tsunami hullámainak amplitúdója a nyílt tengeren néhány dm, hullámhosszuk pedig km. A hullámok periódusideje 5 perct ő l 1 óráig terjedhet. Mekkora a terjedési sebessége? A legmagasabb bizonyított szök ő ár meghaladta az 500 méteres magasságot egy alaszkai fjordban Készítette: Porkoláb Tamás

13 HULLÁMOK INTERFERENCIÁJA ulation/wave-interference Készítette: Porkoláb Tamás

14 HULLÁMOK INTERFERENCIÁJA • két különböz ő forrásból származó hullám esetén jön létre • csak azonos frekvenciájú hullámok esetén jön létre interferencia • er ő sítés feltétele: azonos fázisban találkozzanak • gyengítés feltétele: ellentétes fázisban találkozzanak Készítette: Porkoláb Tamás

15 ÁLLÓHULLÁMOK Készítette: Porkoláb Tamás Az állóhullámok a közeg két határa közt jönnek létre. Az eredetileg keltett hullám interferál a közeg határáról visszaver ő dött hullámmal. Csak akkor jön létre az állóhullám, ha a hullámhossz megfelel bizonyos feltételeknek.

16 ÁLLÓHULLÁMOK Készítette: Porkoláb Tamás C46541CD9&index=34

17 ÁLLÓHULLÁMOK Rögzített végnél mindig csomópont van. Szabad végnél mindig duzzadóhely van. Lehetséges hullámhosszok: - rögzített-szabad vég: - szabad-szabad vég: - rögzített-rögzített vég: Készítette: Porkoláb Tamás

18 ÁLLÓHULLÁMOK Húros hangszerek: mindkét végén rögzített húrokon alakul ki állóhullám. A hangszer teste is rezgésbe jön, és feler ő síti a rezg ő húr hangját. Fúvós hangszerek: az állóhullámok a hangszerben lév ő leveg ő oszlopban alakulnak ki. E leveg ő oszlop hosszának változtatásával képezhet ő k a különböz ő magasságú hangok. A hangszer teste er ő síti fel a hangokat. A hangszínt a kialakuló felharmónikusok határozzák meg.

19 HULLÁMOK ELHAJLÁSA (DIFFRAKCIÓ) Készítette: Porkoláb Tamás

20 HULLÁMOK POLARIZÁCIÓJA Készítette: Porkoláb Tamás • csak transzverzális hullámok polarizálhatók • ha a rezgés egyetlen síkban zajlik le, akkor síkban poláros hullámról beszélünk.

21 A DOPPLER-EFFEKTUS Készítette: Porkoláb Tamás

22 Egy megfigyel ő által észlelt hullám frekvenciája megváltozik, ha a megfigyel ő és a hullám forrása mozognak egymáshoz képest. Ha közelednek, nagyobb frekvencián, ha távolodnak, alacsonyabb frekvencián érzékeli a hullámot. A DOPPLER-EFFEKTUS Pl: vízen motorcsónakkal haladva a hullámok el ő tte s ű r ű bbek, mögötte ritkábbak Alkalmazása : Kardiológiában az erekben áramló vérr ő l visszaver ő d ő ultrahang Doppler-effektust szenved el, ez alapján következtetnek az erek állapotára.

23 A HANG Az emberi kommunikáció egyik legfontosabb eleme. Nélküle nem érthetünk meg bonyolult, elvont fogalmakat. A közlend ő nk részletes, kifinomult kifejezésében nélkülözhetetlen szerepet játszik.

24 A zene életünk meghatározó része. Olyan tartalmakat tud közvetíteni elvont formában, amelyek nem jeleníthet ő k meg képekben, és bet ű kkel sem. Nagyon fontos kifejez ő eszköze egy m ű vész, egy el ő adó gondolatainak. A HANG

25 A HANG FONTOSABB TULAJDONSÁGAI •longitudinális hullám •a leveg ő ben ez nyomásingadozásokat jelent •minden anyagi közegben tovaterjed •sebessége leveg ő ben 15 o C- on kb. 340

26 HANGMAGASSÁG •a hang magasságát a rezgésszáma határozza meg •az emberi fül számára hallható hangok a 20 Hz Hz frekvenciájú tartományba esnek •a 20 Hz-nél kisebb rezgésszámú hangok az infrahangok: a bálnák infrahangok segítségével „beszélgetnek” több száz km távolságból •a Hz-nél nagyobb frekvenciájúak pedig az ultrahangok: a kutya, a macska, a csimpánz és a denevér az ultrahangokat is érzékelik https://www.youtube.com/watch?v=4G60hM1W_mk

27 HANGMAGASSÁG •a közönséges emberi hang frekvenciája Hz •a normál a hang rezgésszáma 440 Hz •az emberi fül legérzékenyebb a 3000 Hz frekvenciájú hangra •az életkorral csökken az emberi fül érzékenysége •Mekkora a hullámhossza a normál a hangnak leveg ő ben?

28 HANGER Ő SSÉG •a hang er ő ségét az amplitúdó határozza meg, mértékegysége a dB •az emberi fül testünk nyomásra legérzékenyebb szerve: a normál légnyomás 10 milliárdod részényi nyomásváltozást is érzékelni tud •A 90 dB-es tartós zajszint halláskárosodással jár. Amennyiben a hanger ő meghaladja a „fájdalomküszöb” értékét (120 dB), már egyszeri zajártalom is dobhártyarepedéssel és visszafordíthatatlan halláskárosodással járhat. A diszkózene néha eléri a 130 dB-es értéket is.

29 A HANG VISSZAVER Ő DÉSE Az emberi fül a 0,1 s-nál s ű r ű bben érkez ő hangeffektusokat nem tudja megkülönböztetni. Így ahhoz, hogy visszhangot halljunk, az eredeti és a visszhang észlelése közt legalább 0,1 s- nak kell eltelnie. Milyen messze állhatunk legfeljebb egy faltól, hogyha egyet tapsolunk, akkor az onnan visszaver ő d ő hangot meg tudjuk különböztetni az eredetit ő l?

30 A hang visszaver ő dését használják fel a geológusok is a talajrétegek vizsgálatára. Földbe fúrt lyukakban végzett robbantások hangjának a visszaver ő déséb ő l vonnak le következtetéseket. A hangverseny- vagy el ő adótermekben kifejezetten zavaró, ha a hang még sokáig zeng. Ezért olyan anyagokkal borítják a falakat, amelyek elnyelik a hangot. A HANG VISSZAVER Ő DÉSE

31 HANGROBBANÁS (sonic boom) Készítette: Porkoláb Tamás bejegyzesek/hangsebesseg- es-az-ostor

32 HANGROBBANÁS (sonic boom) Készítette: Porkoláb Tamás

33 AZ ULTRAHANG A Hz-nél nagyobb frekvenciájú hangok el ő állítására els ő sorban piezzo-elektromos kristályokat (pl. kvarc) használnak, illetve a magnetostrikció jelenségét alkalmazzák. Az ilyen nagy rezgésszámú hullámokban a közeg részecskéi óriási sebességekre tesznek szert. Ha pl. az amplitudó 2 cm és a frekvencia 20 kHz, akkor ez kb Így az ultrahangok energiája is jóval nagyobb a közönséges hanghullámoknál. Egy ágyúdörgés hangteljesítménye pl. 0,001 W, egy közönséges ultrahangé pedig 10 W könnyedén lehet.

34 AZ ULTRAHANG ALKALMAZÁSAI A várandós kismamák hasában ultrahanggal vizsgálják magzatot. A 3D-s és 4D-s ultrahang 3 illetve 4 forrás és detektor segítségével készül. Az ultrahangos párásító membránja nagy sebességre gyorsítja fel a vízmolekulákat, amelyek kiszakadnak a vízb ő l.

35 AZ ULTRAHANG ALKALMAZÁSAI Fontos eszköz pl. a hajózásban a vízmélység megállapítására. Itt a visszavert hullám sebességéb ő l és az eltelt id ő b ő l számítják ki az utat. A vakok számára olyan szemüveget készítettek, amely ultrahangokat bocsát ki és a tárgyakról visszavert hullámokat is érzékeli. A tárgyak távolságának függvényében mélyebb vagy magasabb hangon jelez a hallható hangok tartományában.

36 A denevérek is hasonló - képpen tájékozódnak, csak ő k nem alakítják át az ultrahangokat hallható hul - lámokká. Anyagok (pl. fém, beton) vizsgálatára is alkalmas az ultrahang, hiszen az anyagban lév ő üregekr ő l, hibákról visszaver ő dik és ezt detektorokkal érzékelni lehet. AZ ULTRAHANG ALKALMAZÁSAI

37 Folyadékok gáztalanítására is felhasználható. ugyanis nagy frekvenciája miatt a folyadékrészecskék óriási gyorsulásra tesznek szert és így szétszakadva, köztük üregek jönnek létre. A gázok beáramlanak ezekbe, egyre nagyobb buborékká n ő ve, majd felszállnak a felszínre. Folyadékok egyenletes elkeverésére is használatos, mert hatására azok finom eloszlású emulziót képeznek és sokkal jobban keverednek egymással.

38 AZ ULTRAHANG ALKALMAZÁSAI Gázok tisztítására és repül ő terek ködmentesítésére is alkalmas, mert hatására a leveg ő apró szemcséi nagyobb halmazokká állnak össze és kicsapódnak. Ugyanezen elven teszik láthatóvá nagyobb hajók esetén a hajó el ő tti pár száz méteres részt ködös id ő ben.

39 AZ ULTRAHANG ALKALMAZÁSAI Az alumínium forrasztásakor is ultrahangokat használnak, mert hatásukra a keletkez ő oxidréteg ill. egyéb szennyez ő dés leválik.

40 AZ ULTRAHANG ALKALMAZÁSAI Varrni is lehet ultrahanggal t ű helyett, ugyanis hatására az anyagok úgy összegubancolódnak, hogy ez a cérnánál is er ő sebb kötést jelent. Ugyanígy helyettesíthet ő a papírragasztó ultrahanggal, vagy a hegeszt ő páka fémek esetén. Az ultrahangos hegeszt ő k, 20 kHz és 35 kHz üzemi frekvenciával dolgoznak.

41 AZ ULTRAHANG ALKALMAZÁSAI Biológiai hatásai közé tartozik pl., hogy mikroorganizmusokat képes elpusztítani. Így felhasználják élelmiszerek, háztartási eszközök sterilizálására is.

42 AZ ULTRAHANG ALKALMAZÁSAI A gyógyászatban reumatikus betegségek kezelésére is használják. Ezenkívül testünk bels ő részeinek feltérképezésére. Az ultrahangok által el ő állított h ő mélyen belehatol a szövetbe, hogy meglazítsa a b ő rt és az izmokat, egyidej ű leg a finom masszázs javítja a vér és a nyirok keringését, a metabolizmust és a cellák regenerálódását.

43 AZ ULTRAHANG ALKALMAZÁSAI Az ultrahangkezelést testen kiválóan alkalmas a narancsb ő r enyhébb, ill. súlyosabb tüneteinek kezelésére, a b ő r alatt lerakódott zsírpárnák csökkentésére, hegek, ill. a szülés utáni nyúlási csíkok, un. striák halványítására.

44 AZ ULTRAHANG ALKALMAZÁSAI Japánban igen sok háztartásban van aranyhal. A földrengéseket ugyanis infrahangok kibocsátása el ő zi meg, amelyeket az aranyhalak jól érzékelnek és hatásukra menekülni kezdenek. Ezt a lakók észreveszik és még idejében elmenekülhetnek.


Letölteni ppt "MECHANIKAI HULLÁMOK"

Hasonló előadás


Google Hirdetések