Hlavní obsah
Fyzika - vlnění a zvuk
Kurz: Fyzika - vlnění a zvuk > Kapitola 2
Lekce 4: Interference vlnění- Jak se vlny skládají – interference
- Předpovídáme výsledky interference vlnění
- Interference vln: shrnutí
- Stojaté vlnění na strunách
- Vlnová délka a frekvence stojatého vlnění
- Výpočet harmonické frekvence stojatého vlnění
- Shrnutí o stojatém vlnění
- Rozbor interference zvukových vln a rázů
- Frekvence rázů
- Shrnutí o rázech a interferenci vln
Shrnutí o stojatém vlnění
Zopakuj si základní pojmy a dovednosti týkající se stojatých vln včetně toho, jak najít harmonii stojaté vlny.
Klíčové pojmy
| Pojem | Význam |
|---|---|
| Stojaté vlnění | Vlnění, které zdánlivě stojí na místě a osciluje jen ve svislém směru, aniž by se šířilo ve směru vodorovném. Vzniká interferencí dvou vlnění se stejnou frekvencí a amplitudou, ale protichůdným směrem šíření. |
| Uzel | Místo na stojatém vlnění, kde se vlivem destruktivní interference v průběhu času nemění výchylka. |
| Kmitna | Místo na stojatém vlnění, kde je maximální výchylka kmitání. |
| Základní frekvence | Nejnižší možná frekvence stojatého vlnění s minimálním počtem uzlů a kmiten. |
| Harmonické frekvence | Všechny frekvence schopné vytvořit stojaté vlnění. Jedná se o celočíselné násobky základní frekvence. |
Harmonické frekvence stojatého vlnění
Vlna šířící se podél lana se na jeho konci odrazí. Je-li konec lana volný, tak se vrátí stejná vlna (odražená vlna má „stejnou fázi“). Je-li konec lana pevný, tak se vrátí otočená vlna (odražená vlna má „opačnou fázi“).
Na struně s pevně uchycenými konci se bude přímé vlnění setkávat s odraženým vlněním a dojde k interferenci. Při určitých frekvencích se vytvoří stojaté vlnění, které bude mít na určitých neměnných místech uzly a kmitny. Pro každou frekvenci stojatého vlnění platí, že se uzly a kmitny pravidelně střídají v rovnoměrných rozestupech.
Základní (nejnižší) frekvence (tj. nejvyšší vlnová délka) vytvoří na struně délky L stojatou vlnu s jedním „hrbolkem“ (viz Obrázek 2). Tato stojatá vlna se nazývá první harmonická nebo také základní harmonická a platí pro ni vztah L, equals, start fraction, lambda, divided by, 2, end fraction. Obsahuje dva uzly a jednu kmitnu.
Každá následující harmonická má o jednu kmitnu a jeden uzel víc. U druhé harmonické se na struně vytvoří dva „hrbolky“, u třetí harmonické tři atd. Následující obrázky ukazují příklad druhé a třetí harmonické. Struna může mít nekonečně mnoho harmonických frekvencí.
Běžné chyby a mylné představy
Vlnová délka stojaté vlny závisí na délce struny. Koncové body budou vždycky uzly a vlnová délka první harmonické bude vždycky rovna dvojnásobku délky struny, ať už je jakkoli dlouhá.
Další zdroje
Podrobnější vysvětlení stojatého vlnění najdeš ve videu o stojatém vlnění na strunách.
Na následujících cvičeních si můžeš ověřit, zda jsi vše správně pochopil(a):
Chceš se zapojit do diskuze?
Zatím žádné příspěvky.