MECHANIKAI HULLÁMOK A 11.B-nek
A hullám fogalma Változás, amely valamilyen közegben tovaterjed Példák: szurkolók, Balaton, hang, fény Kísérletek rugalmas pontsoron minden pont rezgőmozgást végez, különböző fázisban mintha haladna előre valami: haladó hullám
Haladó hullám A részecskék mozgása merőleges a terjedésre: transzverzális (szilárd) párhuzamos a terjedésre: longitudinális (szilárd, folyadék, gáz) Mechanikai vagy rugalmas hullám: rezgésállapot terjed tova
A hullám terjedése térben és időben A kitérés a tér és az idő függvénye nem tömegpont, nem merev test
A hullám leírása
Feladatok Tk.: 35/páratlan
Hullámok közeghatáron
Hullámok visszaverődése 1 Vonalmenti (= rugalmas pontsor) Rögzített vég: fázisugrás Szabad vég: nincs fázisugrás Felületi Alapfogalmak: körhullám, egyenes hullám hullámfront: a hullám „széle”, „eleje” sugár: a hullámhegyekre merőleges irány
Hullámok visszaverődése 2 Beeső sugár, beesési merőleges, visszavert sugár egy síkban Beesési szög = visszaverődési szög Videó Térbeli (ld. felületi hullám) gömbhullám síkhullám
Hullámok törése
Teljes visszaverődés Sűrűbből ritkábba érve nem lép át a hullám, ha a határszögnél nagyobb a beesési szög
Feladatok Tk/39/2 HF: 39/1,3
Hullámok találkozása. Interferencia Általában a fizikában az „eredő” hatást szuperpozíciónak (összegződés) hívjuk Hullámok esetén speciálisan interferenciának hívjuk a jelenséget
Vonalmenti hullámok interferenciája
Vonalmenti hullámok interferenciája 2 Ellentétes irányban, szemben haladó hullámok: Állóhullámok alakulhatnak ki Bizonyos frekvencia mellett, azonos amplitúdójú hullámok találkoznak Csomópontok, duzzadóhelyek Azonos fázisú, különböző amplitúdójú rezgések
Húr, furulya, pálca, Feltétel: a rezgő közeg hossza a hullámhossz adott többszöröse Húr: két rögzített vég (= két csomópont) Furulya: két szabad vég (= két duzzadóhely) Pálca: egyik szabad, másik rögzített
Felületi hullámok interferenciája Interferenciakép: időben tartós interferencia P-ben két hullám találkozik
Hullámok elhajlása A hullám behatol az árnyéktérbe is Egyréses kísérlet Kétréses kísérlet (híres!) Magyarázat: Huygens-Fresnel-elv Minden pont elemi hullámforrás Az elemi hullámok összegződnek minden pontban
Feladat Tk/ 44/2-3.
HANGTAN
Hanghullámok keletkezése A hang longitudinális hullám Hangforrás: rezgő test Hangterjedés: a rugalmas közeg (víz, levegő) részecskéi rezgésbe jönnek A hullámjellemzők kimutathatók (törés, visszaverődés, elhajlás, interferencia)
A hang jellemzői Zenei hang: „kellemes”, periodikus Zörej: „kellemetlen”, nem periodikus Dörej: rövid ideig tart
A hang jellemzői 2 Kvint Oktáv
Hangsebesség
Doppler-effektus 1 A megfigyelő és a hangforrás egymáshoz képest mozog (mentőautó) Közeledik: magasabb, Távolodik: mélyebb
Doppler-effektus 2