Hlavní obsah
Fyzika - vlnění a zvuk
Kurz: Fyzika - vlnění a zvuk > Kapitola 2
Lekce 1: Základní pojmy vlněníShrnutí o vlastnostech vlnění
Souhrn vlastností příčného a podélného vlnění jako jsou vlnové délka, vrchol a údolí vlny, amplituda, zředění a zhuštění.
Klíčové pojmy
| Pojem | Význam |
|---|---|
| Vlnová délka (lambda) | Vzdálenost mezi dvěma po sobě následujícími maximy či minimy vlny. |
| Periodické vlnění | Vlny, které se pravidelně opakují v čase i v prostoru. |
| Vrchol | Nejvyšší bod příčného vlnění. |
| Údolí | Nejnižší bod příčného vlnění. |
| Zředění | Oblast, kde je mezi částicemi podélného vlnění nejvíce volného prostoru. |
| Zhuštění | Oblast, kde je mezi částicemi podélného vlnění nejméně volného prostoru. |
Vzorečky
| Rovnice | Veličiny | Slovní popis |
|---|---|---|
| lambda, equals, start fraction, v, divided by, f, end fraction | lambda je vlnová délka, v je fázová rychlost a f je frekvence | Vlnová délka je fázová rychlost dělená frekvencí. |
Jak určit jednotlivé části vlny
Příčné vlnění
Příčné vlnění rozpohybovává částice kolmo ke směru šíření vlny, čímž vytváří výchylku, která je na Obrázku 1.
Podélné vlnění
Podélné vlnění vzniká, když částice prostředí kmitají dopředu a dozadu podél směru šíření vlny. Vlnu můžeme zobrazit jako řadu zhuštění a zředění šířících se prostředím. Vzdálenost mezi dvěma po sobě následujícími zhuštěními je vlnová délka.
Odvození rovnice fázové rychlosti
Fázová rychlost vlnění v je u jednoho a toho samého prostředí konstantní, a proto je mezi frekvencí a vlnovou délkou nepřímo úměrná závislost. Rovnice fázové rychlosti je to jen jiný způsob zápisu staré známé rovnice
v, equals, start fraction, delta, x, divided by, t, end fraction,
odkud můžeme vyjádřit
delta, x, equals, v, t.
Vlnová délka lambda je vzdálenost, kterou vrchol (nebo údolí) vlny urazí za jednu periodu T. Periodu můžeme vyjádřit s pomocí frekvence f a tak po dosazení získáme:
Jak vlnění přenáší energii
Vlnění přenáší energii prostředím. Každá výchylka vlny musí překonat přímo úměrnou vratnou sílu. Práce potřebná k vytvoření vlny s vysokou amplitudou vyžaduje větší sílu, a proto má vlnění vyšší energii. Podobně k rychlejšímu kmitání je zapotřebí větších sil, takže energie roste i s klesající periodou.
Energie přenášená vlněním tedy roste s vyšší amplitudou a nižší periodou (vyšší frekvencí).
Běžné chyby a mylné představy
Lidé často netuší, že fázová rychlost lze změnit jen s pomocí vlastností prostředí, ve kterém se vlnění šíří. Například vlnění na struně má vyšší fázovou rychlost, pokud se zvýší napětí struny. Zvuk se šíří rychleji, pokud se zvýší teplota vzduchu. Změna frekvence nebo amplitudy vlnění neovlivní fázovou rychlost vlnění, protože to nejsou změny vlastností prostředí.
Další zdroje
Podrobnější vysvětlení vlastností vlnění najdeš ve videu o vlastnostech vlnění.
Na následujících cvičeních si můžeš ověřit, zda jsi vše správně pochopil(a):
Chceš se zapojit do diskuze?
Zatím žádné příspěvky.