Transcript Hullámmozgás

Hullámmozgás
Hullámmozgás
 A lazán
felfüggesztett gumiszalagra
merőlegesen ráütünk, akkor a gumiszalag
megütött része rezgőmozgást végez.
Hullám létrehozása ingasoron.
 A kimozdított
részecske hatására kis
időkéséssel a szomszédos részecskék is
mozgásba jönnek.
 A rezgésnek a részecskéről részecskére
történő terjedése a hullámmozgás.
Hullámok csoportosítása
1.
Dimenziók szerint:
a) vonal menti hullám pl: gumikötél
b) felületi hullám pl: víz
c) térbeli hullám pl: fény
2. Rezgés iránya szerint:
a)
Transzverzális hullámról beszélünk
akkor, ha az egyes részecskék
mozgásának iránya a hullám terjedési
irányára merőleges. Pl: fény
Terjedéséhez közeg nem szükséges!
Vákuumban is terjed.
b.) Longitudinális hullám esetén a
részecskék mozgásának iránya
egybeesik a hullám terjedésének
irányával. Pl: hang
 Terjedéséhez közeg szükséges.
Alapfogalmak
 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)
 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
 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
A terjedési sebesség
meghatározása a hullám jellemző
adataival.
c

T
 f
Hullámok visszaverődése

Vonal hullámok visszaverődése
rögzített végről

szabad végről
1.
Kísérleti tapasztalatok alapján :
A rögzített végről ellentétes fázisban,
a szabad végről azonos fázisban
verődnek vissza a hullámok.
Felületi és térbeli hullámok
visszaverődése
Felületi és térbeli hullámok
visszaverődése
Visszaverődés törvényei

1.
2.
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
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.
Hullámok törése
Hullámok törése
Hullámok törése
A
terjedési sebességek hányadosa az
ún. törésmutató.
c1
c2
 n 2 ,1
Hullám törési törvénye
1.
2.
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
3.
4.
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.
Teljes visszaverődés
Ha a hullám a hullámtanilag sűrűbb közeg felől
érkezik, akkor a beesési szögek között van egy
olyan ún.  „határszög”, amelyhez   90 0-os
h
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)
Teljes visszaverődés
h
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.
Hullámok elhajlása
Keskeny résen áthaladva a hullám behatol
az úgynevezett árnyéktérbe is.
Ez a hullámelhajlás jelensége.
d>>λ
d> λ
d – rés szélessége
d~λ
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
Állóhullámok
1.
2.
3.
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.