Свойства механических волн и электромагнитных волн
Существует два типа движения : поступательное движение и периодическое движение , поступательное движение — это движение, имеющее начальную и конечную точки, периодическое движение — это движение, которое регулярно повторяется через равные промежутки времени, периодическое движение можно разделить на волновое. движение и колебательное движение .
Волновое движение
Когда мы бросаем камень в воду , Столкновение камня с водой является источником возмущения. Это возмущение распространяется по поверхности воды в виде однородных концентрических кругов, центром которых является место падения камня.
Эти круги transfe R энергию в том же направлении их распространения, Эти круги называются вода волны д его распространение представляет собой движение волны , волны является возмущение , которое распространяется и передает энергию в направлении ее распространения.
Типы волн
Вокруг нас много типов волн , некоторые волны можно увидеть, например, волны на воде, другие волны нельзя увидеть, но мы можем их обнаружить, например, радио- и телевизионные волны. Волны можно разделить на механические волны и электромагнитные волны .
Типы механических волн — это поперечные волны (например, волны на воде ) и продольные волны (например, звуковые волны ). Типы электромагнитных волн — это только поперечные волны (например, радиоволны).
Механические волны
Источники: механические волны производятся из вибрирующего источника, который передает возмущение через среду. Среда распространения: они распространяются только через материалистические среды.
Механическая волна — это возмущение, которое распространяется в материалистических средах, таких как волны воды , звуковые волны , волны, которые распространяются в струнах во время их вибрации.
Условия механических волн
- Источник вибрации: некоторые формы источников вибрации, такие как простой маятник (маятник часов), вибрирующий камертон, вибрирующая струна, отвес, прикрепленный к вибрирующей пружине (йойо).
- Возмущение, которое передается от источника к среде: когда источник вибрирует, он создает возмущение, простой маятник как источник вибрации, когда он статичен (положение покоя), когда его толкают, он перемещается вправо и влево вокруг своего положения покоя. через равные промежутки времени это движение называется колебательным .
- Среда для передачи возмущения через нее: механическим волнам требуется материалистическая среда для распространения, потому что частицы среды вибрируют для передачи волновой механической энергии , поэтому мы не можем слышать голоса космических взрывов, происходящих в космосе. использовали беспроводные устройства для связи друг с другом в космосе.
Колебательное движение
Это движение объекта по обе стороны от его исходного положения (положения покоя) и повторяющееся через равные промежутки времени. Существуют некоторые концепции, связанные с колебательным движением, такие как полное колебание, амплитуда, частота и периодическое время.
Полное колебание
Когда маятник движется от A к B, затем к C и возвращается обратно к A (A → B → C → A), он проходит мимо A два раза подряд в том же направлении (в той же фазе). полное колебание.
Фаза — это положение и направление частиц среды в определенный момент. Полное колебание — это движение колеблющегося тела, когда оно дважды последовательно проходит одну точку на пути своего движения в одном и том же направлении.
Амплитуда
Когда маятник перемещается из своего положения покоя, он совершает смещение, где это смещение (d) является векторной величиной и измеряется в метрах (м) , смещение (d) — это расстояние колеблющегося тела в любой момент времени до его покоя. положение или его равновесное происхождение.
Максимальное смещение маятника (расстояние AB или AC) называется амплитудой. Амплитуда представляет собой четверть полного колебания. Единица измерения амплитуды — метр (м).
Амплитуда — это максимальное смещение вибрирующего тела от его исходного положения или это расстояние между двумя точками на пути вибрирующего объекта, где скорость в одной точке максимальна, а в другой равна нулю.
Когда амплитуда колеблющегося тела = 20 см, это означает, что максимальное смещение колеблющегося тела от исходного положения = 20 см.
Частота
Когда маятник совершает несколько колебаний за определенное время, количество колебаний, которые он совершает за одну секунду, называется частотой, частота (ν) может быть определена из соотношения:
Частота ν = n (Количество колебаний) / t (Время)
Единица измерения частоты является герц (Гц) , который эквивалентен колебаний / сек или цикл / сек или второй -1 , частоты (v) является число полных колебаний , сделанных с помощью вибрирующего тела в одну секунду.
Когда частота камертона = 50 Гц, это означает, что вилка совершает 50 полных колебаний (колебаний) за одну секунду.
Периодическое время
Время, необходимое маятнику, чтобы пройти мимо одной и той же точки два раза подряд в одном направлении (чтобы совершить полное колебание), называется периодическим временем, периодическое время (T) может быть определено из соотношения:
T = t (время в секундах) / n (количество полных колебаний)
T = 4 × Время амплитуды
Периодическое время (T) — это время, необходимое вибрирующему телу, чтобы совершить одно полное колебание, или время, необходимое вибрирующему телу, чтобы пройти через одну и ту же точку по пути своего движения два раза подряд в одном и том же направлении.
Единицей измерения периодического времени является секунда (с). Когда периодическое время вибрирующего тела = 2 с, это означает, что вибрирующему телу требуется 2 с, чтобы совершить одно полное колебание.
ν = 1 / Т
Частота = величина, обратная периодическому времени. Таким образом, частота обратно пропорциональна периодическому времени.
Простое колебательное движение (например, движение простого маятника или витка пружины) называется простым гармоническим движением.
Типы механических волн
Поперечные волны
Поперечная волна — это волна, в которой колебание частиц среды перпендикулярно направлению распространения волны и состоит из гребней и впадин.
Crest — это положение максимального смещения частиц среды в положительном направлении, Trough — положение максимального смещения частиц среды в отрицательном направлении.
Длина волны поперечной волны (X) представляет собой расстояние между двумя последовательными гребнями или двумя последовательными впадинами,когда длина волны о наличии поперечных волн = 20 см, это означаетчто расстояние между соседними гребнями или двумя последовательными впадинами для этой волны = 20 см.
Вы заметили, что непрерывная волна, возникающая в канате в результате простого гармонического движения, называется бегущей волной (цепочкой волн).
Работа, совершаемая источником вибрации (вибрирующим генератором или рукой) над струной, передается в форме: потенциальной энергии, представленной при натяжении струны, и кинетической энергии, представленной в вибрации струны.
Длина волны (λ) — это расстояние между любыми двумя последовательными точками, имеющими одинаковую фазу (с одинаковым смещением и направлением), или смещение, которое покрывает волна за одно периодическое время.
λ = X (общее расстояние) / n (количество волн)
Частота (ν) — это количество волн, которые проходят определенную точку вдоль движения волны за время 1 с, или это количество длин волн, покрытых распространяющейся волной в определенном направлении за 1 с.
ν = n (количество волн) / t (время)
Продольные волны
Продольные волны — это волна, в которой частицы среды колеблются вдоль направления распространения волны вокруг своего положения равновесия и состоят из сжатий и разрежений.
Сжатие — это область, в которой частицы среды находятся близко друг к другу, разрежение — это область, в которой частицы среды находятся далеко друг от друга.
Длина волна от продольной волны представляет собой расстояние между центрами два успеха в компрессией или центрами двух последовательных разрежений или это сумма последовательного сжатия и разрежением.
Когда длина волны из продольной волны = 20 см, это означает , что расстояние между центрами двух последовательных сжатий или центрами двух последовательных разрежениями Fo г эта волна = 20 см.
Вы можете получить поперечные волны и продольные волны , используя длинную спираль пружины. Используя спираль пружины, перемещая катушку вверх и вниз при фиксации другого конца, образуется поперечная волна и путем перемещения катушки внутрь и наружу при фиксации другого конца. образуется продольная волна .
Звук распространяется в газах в виде продольных волн, потому что, когда источник вибрирует, частицы газа (среды) колеблются и смещаются вдоль направления распространения волны в виде сжатий и разрежений из- за слабых сил притяжения.
Электромагнитные волны
Источник: Электромагнитные волны возникают из-за вибрации двух полей, одно из которых является электрическим полем, а другое — магнитным полем, причем оба они перпендикулярны другому и направлению распространения волны.
Среда распространения: они распространяются через материалистические среды и нематериальные среды (космос или вакуум). Типы электромагнитных волн : только поперечные волны .
Электромагнитные волны — это волны, возникающие из вибрирующих электрических и магнитных полей, имеющих одинаковую фазу с частотой (ν), перпендикулярных друг другу и направлению распространения волны, и могут распространяться в материальных средах и в пространстве.
Примеры: световые волны , рентгеновские волны, гамма-лучи, беспроводные волны (радио, телевидение и сотовые телефоны). Там, где звук или изображение преобразуются в волны, принимаемые антенной, эти волны преобразуются в электрические сигналы в приемнике, а затем в звук. или изображение.
Скорость волны (V) — это расстояние, пройденное волной за одну секунду в определенном направлении, когда скорость волны = 20 м / с, это означает, что расстояние, пройденное волной за одну секунду = 20 м.
V = x / t, когда x = λ, t = T ∴ V = λ / T, V = λ ν
Это соотношение применяется ко всем типам волн (продольным и поперечным). Длина волны обратно пропорциональна частоте при постоянной скорости волны.
λ 1 ν 1 = λ 2 ν 2
λ 1 / λ 2 = ν 2 / ν 1
Скорость волны прямо пропорциональна длине волны при постоянной частоте.
λ 1 / λ 2 = V 1 / V 2