Hullámmozgás.

Az előadások a következő témára: "Hullámmozgás."— 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
Dimenziók szerint: vonal menti hullám pl: gumikötél felületi hullám pl: víz térbeli hullám pl: fény

6 2. Rezgés iránya szerint:
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. cvas>clevegő

12 A terjedési sebesség meghatározása a hullám jellemző adataival.

13 Hullámok visszaverődése
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 Felületi és térbeli hullámok visszaverődése

17 Visszaverődés törvényei
Ha a hullám olyan közeg határához ér, amibe nem tud bejutni, akkor visszaverődik. A beeső hullám, a visszavert hullám a beesési merőlegessel egy síkban vannak. 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 Hullámok törése

21 Hullámok törése A terjedési sebességek hányadosa az ún. törésmutató.

22 Hullám törési törvénye
A beeső hullám, a megtört hullám és a beesési merőleges egy síkban vannak. 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 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. 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 d>>λ d> λ d~λ d – rés szélessége
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 Olyan speciális interferencia, ahol a találkozó hullámok amplitúdója megegyezik. Ennek eredményeképpen a közegnek lesznek olyan pontjai melyek kitérése nulla marad mindig, ezek a csomópontok. Két csomópont között azonban a közeg elemei azonos fázisban, de különböző amplitúdóval rezegnek.