Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

MECHANIKAI HULLÁMOK. Hullámok2 Bevezető film a hullámokról.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "MECHANIKAI HULLÁMOK. Hullámok2 Bevezető film a hullámokról."— Előadás másolata:

1 MECHANIKAI HULLÁMOK

2 Hullámok2 Bevezető film a hullámokról

3 Hullámok3 Hullámok csoportosítása a terjedés dimenziói szerint: 1 dimenziós: vonalmenti hullám pl. kötélhullám 2 dimenziós: felületi hullám pl. vízhullám animáció dimenziós: térbeli hullám pl. hang a rezgés iránya szerint: • transzverzális hullám: a rezgés iránya merőleges a hullám terjedésének irányára (kötélhullám) transzverzális hullám: • longitudinális hullám: a rezgés iránya párhuzamos a hullám terjedésének irányával (hang) longitudinális hullám

4 4 Hullámok a rezgési irány szerint transzverzális longitudinális

5 Hullámok5 Hullámok jellemző adatai periódusidő (T) - periódusidő (T): megegyezik a rezgés periódusidejével - frekvencia (f): - frekvencia (f): megegyezik a rezgés frekvenciájával - hullámhossz (λ): - hullámhossz (λ): két szomszédos, azonos fázisban mozgó pont távolsága - terjedési sebesség (c): - terjedési sebesség (c): az energia terjedésének sebessége (A hullámhossz és a frekvencia fordítottan arányos.)

6 Hullámok6 Kapcsolat a jellemzők között fázisszög hullámhossz periódusidő időkülönbség kitérés

7 Ha a közeg részecskéi a terje- dési irányra me- rőleges mozogást végeznek, akkor transzverzális hullámról van szó. A transzverzális hullámoknál hullámhegyek és hullámvölgyek terjednek.

8

9 Transzverzális hullámok csak szilárd közegben illetve folyadékok határfelületén terjedhetnek.

10 Ha a közeg részecskéi a terjedés irányában rezegnek, akkor longitudinális hullámról beszélünk, A longitudinális hullámoknál sűrűsödések és ritkulások terjednek tova. Longitudinális hullámok mindhárom közegben előfordulhatnak.

11

12 Hullámok12 Hullámegyenlet Egy pont mozgása az ismert egyenlettel írható le. Ettől a ponttól x távolságra lévő ponthoz a fázis Ez az egyenlet az x irányban tovaterjedő szinusz hullám minden pontjának helyét megadja minden időpillanatban. idő múlva ér el: A szinuszhullám térben és időben egyaránt periodikus.

13 Hullámok13 Vonal mentén terjedő hullám visszaverődése A rögzített végről történő visszaverődésnél a hullám fázisában π nagyságú fázisugrás következik be. A szabad végről történő visszaverődésnél nincs fázisugrás.

14 • rögzített végről • szabad végről Vonal mentén terjedő hullámok visszaverődése

15 Hullámok15 Hullámjelenségek Felületi hullám visszaverődése Beesési merőleges Beesési szögVisszaverődési szög α β A visszaverődés törvénye: animáció animáció 1. A beeső hullám normálisa, a beesési merőleges és a visszavert hullám normálisa egy síkban van. 2.A beesési szög egyenlő a visszaverődési szöggel. (α = β )

16 Hullámok16 Ha a hullám olyan közeghatárhoz érkezik, amelyben terjedési sebessége eltér az eredetitől, akkor törést szenved. Törés

17 Hullámok17 Ha a hullám merőlegesen érkezik a közeghatárra A sebesség és a hullámhossz változik, a frekvencia és a terjedés iránya állandó.

18 Hullámok18 A hullám törése nem merőleges beesésnél A beeső hullám normálisa párhuzamos a kilépő hullám normálisával, ha a határoló lapok párhuzamosak.

19 Hullámok19 A törés értelmezése A törés törvénye: 1.A beesési sugár a beesési merőlegessel és a megtört sugárral egy síkban van. 2.A határfelületre beeső sugár α beesési szöge és a határfe- lületen átmenő sugár β törési szöge között érvényes a következő összefüggés: A 2. közegnek az 1-re vonatkoztatott relatív törésmutatója Beesési szög Törési szög közeghatár 2. 1.

20 Hullámok20 Ha két koherens (a frekvenciák megegyeznek és a fáziskésés időben állandó) hullám találkozik, akkor az eredő kitérések a két hullám által okozott kitérések összegzésével számíthatók ki. Interferencia Fontos esetek: • a frekvenciák és a fázisok egyenlők: maximális erősítés • a frekvenciák egyenlők, a fázisok eltérése π többszöröse: maximális gyengítés, esetleg kioltás A fázisok akkor lesznek egyenlők, ha az azonos kezdőfázisú hullámok a találkozásig - egyenlő hosszúságú utakat tettek meg - eltérő hosszúságú utakat tettek meg, de az útkülönbség a hullámhossz többszöröse ill. a félhullámhossz páros számú többszöröse.

21 Hullámok21 A fázisok akkor lesznek ellentétesek, ha az azonos kezdőfázisú hullámok a találkozásig eltérő hosszúságú utakat tettek meg, és az útkülönbség a fél hullámhossz páratlan számú többszöröse: Interferencia Ebben az esetben a hullámok gyengítik egymást. Ha az amplitúdók egyenlők, akkor következik be a kioltás.

22 Hullámok22 Interferencia animáció

23 Hullámok23 Ha a hullám olyan résen halad át, amelynek szélessége összemérhető a hullámhosszával, akkor behatol az árnyéktérbe is, elhajlik! Animáció Elhajlás

24 Hullámok24 Az elhajlás értelmezése

25 Hullámok25 Az elhajlás értelmezése

26 Polarizáció az a jelenség, amely során a sokféle rezgési síkkal rendelkező hullámból lineárisan poláros hullám jön létre. Polarizáció csak transzverzális hullámnál lép fel.

27 Transzverzális hullám rezgési síkja: a rezgések irányára illeszkedő sík Lineárisan poláros hullám, olyan transzverzális hullám amelynek egy rezgési síkja van.

28

29 Azonos frekvenciájú és amplitúdójú, ellentétes irányú síkhullámok találkozásakor jönnek létre. animáció

30 Mindkét vég rögzített

31 Állóhullámok • Ha mindkét vég rögzített,akkor „n” duzzadóhellyel rendelkező állóhullámok kialakulásának feltétele: • Ha mindkét vég szabad,akkor „n” csomóponttal rendelkező állóhullámok kialakulásának feltétele: n=1 n=2 n=3 n=4 alap 1. felharmonikus 2. felharmonikus 3. felharmonikus

32 Állóhullámok • Ha az egyik vég rögzített, a másik szabad, akkor az „n” csomóponttal vagy duzzadóhellyel rendelkező állóhullám esetén: Csak olyan rezgések esetén kelthető állóhullám, amely esetén: • Két rögzített vagy két szabad vég esetén • Egy rögzített és egy szabad vég esetén

33 Hangtan

34 Az ember által hallható hang frekvenciatartománya: 20 Hz és 20 kHz közé esik. Az ennél kisebb frekvenciájú hangot nevezzük infrahangnak, míg a nagyobb frekvenciák esetén ultrahangról beszélünk. ultrahangról Egyes állatok az embernél jóval tágabb frekvenciatartományban képesek a hanghullámok érzékelésére. Általános értelemben hangnak nevezzük a rugalmas közegben terjedő, hangérzetet kiváltó longitudinális hullámokat.

35 A hang magasságát a frekvenciája határozza meg. A hang erősségét az amplitúdó határozza meg. A hangszínt a felharmonikusok határozzák meg.

36

37

38 Ismert jelenség, hogy a hullámforrás és a megfigyelő relatív mozgása az észlelt rezgések frekvenciáját befolyásolja. Így pl. a közeledő autó dudálását magasabbnak halljuk, mint a távolodóét. FilmanimációFilmanimáció A Doppler effektus

39 Az emberi fül két egymást követő hangimpulzust akkor érzékel különállónak, ha köztük legalább 0,1 s idő telik el. A hang levegőben 340 m/s sebességgel terjedve ennyi idő alatt 34 m-t tesz meg. Ha egy legalább 17 m-re lévő akadályról (fal, szikla) visszaverődve a fülünkbe jut, visszhangot hallunk.

40 Hangrobbanás (klikk a képre) Gyorsuló v. lassuló hangforrás által előidézett nyomáshullám. Ha pl. a repülőgép sebessége túllépi a hangsebességet, akkor a hangforrással megegyező sebességgel haladó hangok összetorlódnak, ez tulajdonképpen energiatorlódás, amit hangrobbanásként észlelünk. animációanimáció


Letölteni ppt "MECHANIKAI HULLÁMOK. Hullámok2 Bevezető film a hullámokról."

Hasonló előadás


Google Hirdetések