Transcript MECHANIKAI HULLÁMOK

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
1. Beeső sugár, beesési merőleges,
visszavert sugár egy síkban
2. 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