Ja interesē viss, kas saistīts arKas ir vilnis?, šajā rakstā varat iegūt informāciju par tēmu, kā tie tiek radīti, viļņu veidiem, to īpašībām, redzēt vilni no matemātiskās puses un daudz ko citu.
Definīcija
Kad akmens tiek iemests ezerā, skanot mūzikas instrumenta stīgai vai ieslēdzot gaismu, attīstās fiziskas parādības ar citu raksturu, kurām ir kaut kas kopīgs: izmaiņu izkliede, kurā nav pilnīgas jautājums.
Patiesība ir tāda, ka visi šie piemēri ir "viļņu kustības" vai "viļņu izplatīšanās". Turpinājumā tiks veikta pieeja šai viļņu parādībai, kurā tiks noskaidrotas šaubas par ¿kas ir vilnis? Un tiks mācītas atšķirības un tas, kā katrs no piemēriem ir līdzīgs.
Onda latīņu valodā nozīmē "unda". Fizikas jomā tā ir kāda atribūta kustības paplašināšanās, kas nāk no kosmosa, piemēram: spiediena, blīvuma, magnētiskā vai elektriskā lauka, kur notiek enerģijas pārnešana, nenosūtot vielu (ūdens, gaiss) vai arī bez nekā.
Viļņu kustības raksturojums
Dažu ķermeņu dažādās straumes, kas pārvietojas vienā vietā, jau ir pētītas. Piemēram, automašīna, kas dodas kursā, kaste, kas iet cauri līdzenai vietai ar noteiktu slīpumu, planēta, kas atrodas ap saules struktūra.
Visos šajos gadījumos tiek pārnesta masa lineārā laika un kinētiskās enerģijas pavadībā. Viļņu kustībā tas ir savādāk.
Viļņveida kustība jeb viļņu izplatīšanās kustība ir izmaiņa, kas tiek ģenerēta no vienas vietas uz citu, neatrodot visa ķermeņa transportu, kas ir, ir enerģijas pārnešana.
Šo jēdzienu var izskaidrot ar vienkāršu piemēru. Kad klints iekrīt ezerā vai jūs veicat kustības ar pirkstu pa ūdeni, sākas izmaiņas. Šo izmaiņu sauc par vilni, kas izplešas, veidojot gredzena figūras.
Periodiskajos viļņos virsotnes vai to virsotnes un ielejas izceļas, un tās ietilpst diagonālo vai "garenisko" viļņu kategorijā.
Šķērsvirziena vai diagonālie ir tie, kas saņem svārstības perpendikulāri virzienā uz vilni; to var dot, piemēram, virknei un elektromagnētiskajiem viļņiem.
Garenviļņi ir viļņi ar līdzīgām svārstībām ar to difūzijas virzienu; piemēram, viļņi, ko izstaro skaņas. Šāda veida odām ir raksturīgas Kvantu Planka teorija.
Sinusoidālie viļņi ir viļņi, kas iet uz augšu un uz leju, piemēram, kad objekts akā izdara griezumu un rodas vilnis.
Tāpat kā viļņi, kas veidojas traukā, ir garenvirziena un šķērsviļņu sajaukums; flush signāli turpina orbitālo taku.
Kopumā visiem viļņiem ir viena un tā pati procedūra vairākās normālās situācijās. Viļņi kopumā iziet cauri šādām parādībām:
- Difrakcija: tas notiek, ja vilnis saduras ar objekta malu, tas vairs neseko tā virzienam taisni, bet sāk to iespiest stūrī.
- Doplera efekts": Šis efekts rodas, ja kustība ir atsauce starp viļņa raidītāju un to, kas to uztver.
- Traucējumi: Tas notiek, kad divi viļņi satiekas vienā punktā un beidzas ar pielāgošanos.
- Atspoguļošana: šis vilnis rodas, ja tas tiek sasniegts ar nezināmu vidi, kuru ir grūti šķērsot, un tam atliek tikai mainīt savu kursu.
- Refrakcija: šāda veida viļņos tam ir jāmaina gaita, kad tas nonāk vidē, kas atšķiras un tā ātrums mainās.
- Šoka vilnis: tas notiek, ja ir daudz viļņu, kas šķērso vienā un tajā pašā vidē, savienojoties, veidojot sava veida konusu.
viļņi ūdenī
Ūdenī notiekošās izmaiņas ir spilgts piemērs tam kas ir vilnis. Ir jābūt skaidram, ka tas, kas kustas, ir izmaiņas, nevis ūdens molekulas. Ūdens molekulas svārstīsies ap to, kur atrodas to līdzsvars, neveicot pašas kustības.
Sākumā komentētais piemērs ar korķa gabalu atradās pilnīgā miera stāvoklī, ir parādīts, kā notiek enerģijas pāreja bez nepieciešamības izmainīt izmaiņu veicinošo aģentu, šajā gadījumā akmens, kas atstāj uz ezera dibenu, vai pirkstu, kas turpinās būt savienots ar roku.
Izmantojot šos faktus, varat apkopot dažas viļņu īpašības:
Ir svarīgi, lai būtu punkts, kas izstaro vai sāk izmaiņas. Enerģija no šī punkta tiek izvadīta uz pārraides centru, kas atrodas tā tuvumā.
Ja akmens iekrīt ūdenī, vai pirksts, kas krata ūdeni, tie pārnes savu spēku uz blakus esošajām šķidruma molekulām.
Jābūt difūzijas līdzeklim, ka, kamēr to šķērso izmaiņas, tas uz brīdi rada izmaiņas, kas ir īslaicīgi mainīgas un var atgriezties sākotnējā stāvoklī dažos tā fiziskajos atribūtos.
Šī vide darbojas kā kolonna vai emisijas punkts viļņu kustībai, lai gan tas nemaina pozīciju.
Turpinot par piemēru par ezerā iemesto akmeni, brīdī, kad vilnis satiekas ar ūdens lāsēm, kuras ir nekustīgas, tās sāks radīt kaut kādas vibrācijas, mainot savu pozīciju visur, kur ir līdzsvars.
Pēc kāda laika viss atgriežas klusumā, tāpat kā korķis maina stāvokli.
Katra vieta vidū paziņo par šīm izmaiņām visām tuvumā esošajām vietām. Tādā veidā notiek viļņošanās parādība, kas ir saistītais veids, kā tiek izplatīta enerģija, kas tiek pārraidīta starp centru un sasniegtajām vietām.
Traucējumiem izplatoties, vilnis kļūst mīkstāks. Kad tas ir novājināts, tas ir saistīts ar enerģijas devu, kas tiek ģenerēta, kamēr izmaiņas aizņem vietu un pieaug, ir jāiekļauj arī citi apstākļi, piemēram, vides elastības līmenis vai berzes iespējamība starp daļiņas.
Šajā brīdī korķis sāks paaugstināt savu vibrāciju, ja tas būs tuvu vietai, kur tiek izmests akmens.
Akmenim krītot, sāk veidoties viļņi un vilnis virzās tik tālu, cik var, ir aizkavēšanās.
Līdz ar to kļūst redzams ierobežotais viļņu izplešanās ātrums. Iepriekš minētajā piemērā korķis, kas atrodas ievērojamā attālumā no vietas, kur klints nokrīt, tā stāvoklis tiek traucēts uzreiz pēc tam, kad akmens nokrīt un ir izveidojies vilnis.
Vilnis nevar tikt uzskatīts par taustāmu vidi, bet gan par reālu fizisku vienību, pateicoties tam, ka tas nodod enerģiju un veido attiecības ar taustāmo.
Jums jāsaprot, ka vilnis nav ne klints, ne ezerā atrodamās ūdens molekulas, ne korķis. Tas ir tieši otrādi, tā ir enerģija, kas tādā veidā izplešas, kas to dara un traucē medija īpašības.
Viļņi un vienkārša harmoniskā kustība
Simple Harmonic Motion koncentrējas uz vienas daļiņas detaļām. Spēks, kas rada vibrācijas, kas ir atkarīgas no proporcijas, kur šī harmonija tiek atrasta. Bet jūs nekoncentrējaties uz to, kas izraisa šo vibrāciju ap jums.
Tam nav nekāda sakara ar enerģiju, ko izplata vibrācijas. Šeit parādīta atšķirība pieejā tam, ko pēta viļņos un ko pēta "vienkāršā harmoniskā kustībā".
Šī iemesla dēļ ir svarīgi zināt, kā skaidri nošķirt divas dažādas epizodes: vienas vai vairāku noteiktu daļiņu svārstības vai arī vibrācijas, "vielas kustība" un izmaiņu pārnese "enerģijas kustība", kas ir šīs svārstības.
Var gadīties, ka vilnis izraisa vides daļiņu līdzsvarotu un vienkāršu kustību, analizējot viļņus, ir jāpēta izmaiņu emisija un netiek ņemta vērā neatkarīgas daļiņas kustība. Par to liecina akmens piemērs ezerā.
Visas ezera daļiņas sāk vibrēt, cieši, atbilstoši “mas” (vienkāršai harmoniskai kustībai), ar laiku palēninot. To var labāk saprast, iztēlojoties, kā korķis atkārtoti kustas augšup un lejup.
Viļņu fenomena analīzē svarīga ir izmaiņu paplašināšanās grupā, visā ezerā.
Viļņu apraksts no matemātiskā viedokļa
Lai uzzinātu, kas ir vilnis, ezerā iemestā klints piemērs ir vienkāršs veids, kā to saprast, lai gan vides daļiņu perspektīvas atšķirības nav vienīgais fiziskais lielums, kam var būt izmaiņas vilnis. viļņi..
Jāņem vērā viļņu parādība, kas pastāv dabas skaņās, kas ir viena no visizplatītākajām. Skaitlis, kas raksturo vilni, kad tiek veikts, piemēram, gaisa spiediens.
Skaņa ir viļņi, kas ir gaisā
Ja tiek izmantots megafons, skaņa, kas izplūst no tā, ir ap to esošā gaisa radītā spriedzes cikliskās izmaiņas, izraisot kustību uz audumu, kas atrodas megafona iekšpusē.
Ir daudz fizisko mainīgo, kas var ietekmēt dažādošanu vidē. Tā kā tā var būt daļiņu atrašanās vieta, spriegums, kas rodas gaisā vai magnētiskais lauks, tad tas attiecas uz gaismu.
Ja iemūžināsim mirkli kādā no šiem atribūtiem attēlā, tiks iegūta konkrēta īpašība, kas parāda, kā medijā noris pārmaiņu process.
Pēc visa šī jūs varat nokļūt:
Domājot kā matemātiķis, saka, ka vilnis ir vienādojums, kurā var atrast elementus, kurus rada centrs, kas to izstaro.
y=f(x,t)
Iepriekš lietotais termins norāda, ka vilnis ir funkcija "f", kas piešķir noteiktu lielumu mainīgajam un ietver daļiņu koordinātas un atrašanās vietu kopā ar gaisa spriegumu; ka pēc tās telpiskās atrašanās vietas "x" un momentā "t" atkarībā no tā, kur tas atrodas.
Ja vēlaties vizualizēt vilni vienā attēlā, tas nav iespējams, jo jūs nevarat vienlaikus novērtēt laika un telpisko procesu. Termins vilnis tiek lietots centrālās izmaiņas momentānā profilā.
Viļņu vienādojums
Ne visas funkcijas f (x,t) ir viļņi, tām jāpiemēro viļņu vienādojuma nosacījumi. Tas jau ir daļa no citas tēmas, lai gan jūs varat redzēt apgalvojumu, kad runa ir par ātruma vilni «v», ja nepieciešams.
Ja ir viļņa telpiskās un laika variācijas, tās var formulēt kā sinusoidālu funkciju, kurai ir sinusa un konusa funkcija; ar to tas tiek milzu veidā samazināts, ciktāl tas attiecas uz matemātisko priekšmetu.
Dažādi viļņu veidošanas veidi
Mēs varam radīt viļņus divos veidos:
- Ar impulsa vai viļņu impulsa palīdzību: tā ir īpaša izmaiņa, kas var notikt, kad tiek satverts nospiests vai sasprindzināts auklas gals un tiek veikta stiepšanās.
- Caur viļņu vilcienu: notiek, ja ir impulsu ķēde, kas rada ceļojošu vilni. Ideāls piemērs ir brīdis, kad presētai virvei tiek pievilkti daudzi velkoņi, kas vienā galā ir saspiesti. Runājot par viļņiem un atsaucēm, mēs runājam par viļņu ķēdi vai vilcienu.
Viļņu veidi
Ir daudz viļņu klasifikāciju, tas ir atkarīgs no izmantotā argumentācijas veida. Tālāk ir norādīti visizplatītākie:
Izplatītās enerģijas veids
Starp tiem ir mehāniskie un elektromagnētiskie viļņi.
- mehāniskie viļņi: šāda veida viļņos tiek ģenerēta mehāniskā enerģija. Viņiem ir arī materiāla viļņu nosaukums, jo ir nepieciešama elastīga pārraides vide. Kā piemēru var minēt skaņu vai viļņu, ko izstaro ezers klints piemērā.
- Elektromagnētiskie viļņi: ar šāda veida viļņiem elektromagnētisko enerģiju rada elektriskā un magnētiskā lauka svārstības. Tā ģenerēšanai nav nepieciešams nekāda veida datu nesējs. Labākais piemērs šāda veida viļņiem ir gaisma, labākais difūzijas veids ir vakuums, ko demonstrē ar vienu no teorēmām un Blēza Paskāla ieguldījums.
- Pavairošanas virziens: tie ir viļņi, kur vibrācijas trajektorijā ir sakritības attiecībā pret trajektoriju, kurā tā tiek ģenerēta. To saprot kā pretrunu un dilatāciju ķēdi. Tos sauc arī par spiediena viļņiem. Par piemēru var kalpot skaņa vai atspere.
- Šķērsvirziena viļņi: tie ir viļņi, kur izplatīšanās ceļš un vibrācijas ir perpendikulāri viens otram. Lai tos saprastu, tas ir kā virkne virsotņu, kas ir maksimums, un ielejas, kas būtu minimums. Piemēram, vilnis, kas rodas ezerā, tas, kas ģenerē virkni. Tie ir šķērsviļņi.
- Garenvirziena un šķērsvirziena viļņi: atspere var kalpot par piemēru garenviļņos un šķērsviļņos, bultiņa norāda virzienu, kurā tiek ģenerētas izmaiņas. Var redzēt, kā bultiņai ir vienāds virziens ar atsperu daļiņu vibrācijas ceļu, tas notiek garenviļņu procesā. Šķērsviļņu procesā ceļš ir perpendikulārs, kā norādīts bultiņā.
Pavairošanas dimensiju skaits
Viendimensijas viļņi: Šajā vilnī enerģija vispirms tiek izkliedēta telpā, tā var rasties, piemēram, vilnis, kas tiek ģenerēts auklā.
Divdimensiju viļņi: Šajā gadījumā enerģija tiek ģenerēta galvenokārt divās telpās, piemēram, viļņos, kas rodas ezera ūdens līmenī.
trīsdimensiju viļņi: šāda veida viļņos enerģija vispirms tiek izkliedēta trīs dimensijās, piemēram, vilnis, kas tiek ģenerēts gaismā un skaņā.
Ceļotājs: enerģija, ko piešķir ass, kas to izstaro uz vidi, virzās tikai vienā virzienā. Tie ir izplatīti nesējiem, kas ir neatkarīgi un pieejami, ja difūzija ir bez jebkāda aizsprostojuma, kas tiek atspoguļots viļņā izstarojošā fokusa virzienā. Paraugs ir vilnis, kas rodas, kad aukla tiek turēta vienā rokā un otra puse ir brīva.
Stacionārs: notiek, kad enerģija paliek saglabāta telpas reģionā. Tie ir bieži sastopami slēgtos vai ierobežotos medijos, tāpēc vilnis izpaužas avota virzienā, kas to izstaro.
Tie rodas, kad viļņi tiek radīti auklā, kurā viens no tā galiem ir saistīts ar roku, bet otrs gals ir fiksēts. Tas ir arī gadījumā, ja abi gali ir fiksēti, tāpat kā mūzikas instrumenta stīgām.
Harmonika: Šis vilnis tiek novērots, ja telpiskos un laika variantus var atklāt, izmantojot sinusa un kosinusa funkcijas. Katru no nāves līdzekļu daļām izpilda mas
viļņa elementi
Crest: tā ir vieta, kur tai ir vislielākais viļņa pagarinājums vai lielākais paplašinājums; Tā ir vieta, kur vilnis atrodas vistālāk no miera stāvokļa.
Periods: Laika gaitā vilnim ir jāizdara pilnīgas svārstības.
Amplitude: Tas ir vertikāls ceļš starp viļņa virsotni un vidu. Jāņem vērā, ka ir viļņi, kuriem ir mainīgs platums, tas nozīmē, ka tas var būt momenta pieaugums vai samazinājums.
Biežums: Šis ir vibrācijas atkārtošanās reižu skaits noteiktā laika periodā. Vai arī tā ir vienkārša vērtību atkārtošanās uz noteiktu laiku.
Fāze: fāze norāda cikla izpildes brīža uzvedību ar periodiski mainīgu lielumu, kas ir daļa no laika, kas pagājis kopš brīža, kas norādīts kā atsauces sākums.
Ieleja: Tas ir zemākais punkts, kur vilnis var sasniegt.
Viļņa garums: tas ir ceļš, kas mēra vienu un to pašu punktu viļņojumu pārim vienu pēc otra. Vai kas mēra divu grēdu ceļu pēc kārtas.
Mezgli: Tā ir vieta, kur vilnis šķērso stabilitātes robežu.
Pagarinājums: tas ir mērījums, kas parādās perpendikulāri starp viļņa punktu un līdzsvara stāvokli.
Cikls: Tā ir vienkārša svārstība, vai var teikt, ka tieši trajektorija no mezgla, kas sāk cekulas ceļu uz mezglu, kas kulminē ielejas ceļu, arī, gluži pretēji.
izplatīšanās ātrums: Tas ir ātrums, ar kādu viļņu kustība izplešas. Kā vērtība ir viļņa garuma un tā perioda koeficients.