Ombak mengelilingi kita di mana-mana, kerana kita hidup dalam dunia pergerakan dan bunyi. Apakah sifat proses gelombang, apakah intipati teori proses gelombang? Mari lihat ini dengan contoh percubaan.
Konsep gelombang dalam fizik
Konsep biasa untuk banyak proses ialah kehadiran bunyi. Mengikut definisi, bunyi ialah hasil daripada pergerakan berayun pantas yang dicipta oleh udara atau medium lain yang dirasakan oleh organ pendengaran kita. Mengetahui definisi ini, kita boleh meneruskan untuk mempertimbangkan konsep "proses gelombang". Terdapat beberapa percubaan yang membolehkan anda mempertimbangkan fenomena ini secara visual.
Proses gelombang yang dikaji dalam fizik boleh diperhatikan dalam bentuk gelombang radio, gelombang bunyi, gelombang mampatan apabila menggunakan pita suara. Mereka merebak melalui udara.
Untuk mentakrifkan konsep secara visual, baling batu ke dalam lopak dan cirikan penyebaran kesan. Ini adalah contoh gelombang graviti. Ia berlaku disebabkan oleh kenaikan dan penurunan cecair.
Akustik
Seluruh bahagian yang dipanggil "Akustik" dikhaskan untuk mengkaji sifat bunyi dalam fizik. Mari lihat apa ciri-cirinya. Mari fokus pada perkara danproses yang semuanya masih belum jelas, mengenai masalah yang masih menunggu untuk diselesaikan.
Akustik, seperti cabang fizik yang lain, masih mempunyai banyak misteri yang belum terungkai. Mereka masih belum dibuka. Mari kita pertimbangkan proses gelombang dalam akustik.
Bunyi
Konsep ini dikaitkan dengan kehadiran pergerakan berayun, yang dihasilkan oleh zarah medium. Bunyi ialah satu siri proses berayun yang berkaitan dengan penampilan gelombang. Dalam proses pembentukan dalam medium pemampatan dan rarefaction, proses gelombang berlaku.
Penunjuk panjang gelombang bergantung pada sifat medium tempat proses berayun berlaku. Hampir semua fenomena yang berlaku di alam semula jadi dikaitkan dengan kehadiran getaran bunyi dan gelombang bunyi yang merambat di persekitaran.
Contoh penentuan proses gelombang dalam alam semula jadi
Pergerakan ini boleh memaklumkan tentang fenomena proses gelombang. Gelombang bunyi frekuensi tinggi boleh bergerak beribu-ribu kilometer, seperti apabila gunung berapi meletus.
Apabila gempa bumi berlaku, getaran akustik dan geoakustik yang kuat berlaku, yang boleh didaftarkan oleh penerima bunyi khas.
Semasa gempa bumi di bawah air, fenomena menarik dan dahsyat berlaku - tsunami, iaitu gelombang besar yang timbul semasa manifestasi unsur-unsur di bawah tanah atau bawah air yang kuat.
Terima kasih kepada akustik, anda boleh mendapatkan maklumat bahawa tsunami semakin hampir. Banyak fenomena ini telah diketahui sejak sekian lama. Tetapi sehingga kini, beberapa konsep fizikmemerlukan kajian yang teliti. Oleh itu, untuk kajian misteri yang masih belum dapat diselesaikan, gelombang bunyi yang datang untuk menyelamatkan.
Teori tektonik
Pada abad ke-18, "hipotesis malapetaka" telah lahir. Pada masa itu, konsep "elemen" dan "keteraturan" tidak disambungkan. Kemudian mereka mendapati bahawa usia dasar lautan jauh lebih muda daripada daratan, dan permukaan ini sentiasa dikemas kini.
Pada masa ini, terima kasih kepada pandangan baharu di bumi, hipotesis gila itu berkembang menjadi teori "Tektonik plat litosfera", yang menyatakan bahawa mantel bumi bergerak, dan cakrawala terapung. Proses sedemikian serupa dengan pergerakan ais kekal.
Untuk memahami proses yang diterangkan, adalah penting untuk membuang stereotaip dan pandangan kebiasaan, untuk merealisasikan jenis makhluk lain.
Kemajuan selanjutnya dalam sains
Kehidupan geologi di bumi mempunyai masa dan keadaan jirimnya sendiri. Sains telah berjaya mencipta semula keserupaan. Dasar lautan sentiasa bergerak, menyebabkan pecah dan pembentukan rabung apabila bahan baru naik dari kedalaman bumi ke permukaan dan beransur-ansur menyejuk.
Pada masa ini, proses berlaku di darat apabila plat besar litosfera terapung di permukaan mantel bumi - cangkang batu atas bumi, yang membawa benua dan dasar laut.
Bilangan plat sedemikian adalah kira-kira sepuluh. Mantel gelisah, jadi plat litosfera mula bergerak. Dalam keadaan makmal, proses ini kelihatan seperti pengalaman yang anggun.
Secara semula jadi, ia mengancam bencana geologi- gempa bumi. Sebab pergerakan plat litosfera adalah proses perolakan global yang berlaku di kedalaman bumi. Hasil daripada kebakaran itu ialah tsunami.
Jepun
Di antara kawasan bumi yang berbahaya secara seismik, Jepun menduduki tempat istimewa, rantaian pulau ini dipanggil "tali pinggang api".
Mengikuti nafas cakrawala bumi, seseorang boleh meramalkan malapetaka yang akan berlaku. Untuk mengkaji proses berayun, pelantar penggerudian ultra dalam telah diperkenalkan ke dalam ketebalan bumi. Ia menembusi hingga kedalaman 12 km dan membolehkan saintis membuat kesimpulan tentang kehadiran batuan tertentu di dalam bumi.
Kelajuan gelombang elektromagnet dipelajari pada pelajaran fizik di darjah 9. Tunjukkan pengalaman dengan pemberat yang terletak pada jarak yang sama antara satu sama lain. Ia disambungkan oleh spring yang sama dalam bentuk biasa.
Jika anda mengalihkan pemberat pertama ke kanan pada jarak tertentu, yang kedua kekal dalam kedudukan yang sama untuk seketika, tetapi spring sudah mula memampat.
Definisi istilah "gelombang"
Oleh kerana proses sedemikian telah berlaku, satu daya keanjalan telah timbul yang akan menolak berat kedua. Dia akan mendapat pecutan, selepas beberapa ketika dia akan meningkatkan kelajuan, bergerak ke arah ini dan memampatkan spring antara pemberat kedua dan ketiga. Sebaliknya, yang ketiga akan menerima pecutan, mula memecut, beralih dan menjejaskan spring keempat. Maka proses itu akan berlaku pada semua elemen sistem.
Dalam kes ini, anjakan beban kedua sepanjangmasa akan berlaku lewat daripada yang pertama. Kesannya sentiasa ketinggalan daripada punca.
Selain itu, anjakan beban kedua akan melibatkan anjakan beban ketiga. Proses ini cenderung merebak ke kanan.
Jika berat pertama mula turun naik mengikut hukum harmonik, maka proses ini akan merebak ke berat kedua, tetapi dengan tindak balas yang tertunda. Oleh itu, jika anda membuat berat pertama bergetar, anda boleh mendapat ayunan yang akan merebak di angkasa dari semasa ke semasa. Ini ialah definisi gelombang.
Pelbagai ombak
Mari kita bayangkan bahan yang terdiri daripada atom, ia adalah:
- mempunyai jisim - seperti pemberat yang dicadangkan dalam percubaan;
- bersambung antara satu sama lain, membentuk jasad pepejal melalui ikatan kimia (seperti yang dibincangkan dalam eksperimen dengan spring).
Ia berikutan bahawa jirim ialah sistem yang menyerupai model daripada pengalaman. Ia boleh menyebarkan gelombang mekanikal. Proses ini dikaitkan dengan kemunculan daya elastik. Gelombang sedemikian sering dirujuk sebagai "melenting".
Terdapat dua jenis gelombang kenyal. Untuk menentukannya, anda boleh mengambil spring yang panjang, membetulkannya pada satu sisi dan meregangkannya ke kanan. Jadi anda boleh melihat bahawa arah perambatan gelombang adalah di sepanjang musim bunga. Zarah medium bergerak ke arah yang sama.
Dalam gelombang sedemikian, sifat arah ayunan zarah bertepatan dengan arah perambatan gelombang. Konsep ini dipanggil "gelombang membujur".
Jika anda meregangkan musim bunga dan memberi masa untuk datangkepada keadaan rehat, dan kemudian menukar kedudukan secara mendadak dalam arah menegak, ia akan kelihatan bahawa gelombang merambat sepanjang musim bunga dan dipantulkan berkali-kali.
Tetapi arah ayunan zarah kini menegak, dan perambatan gelombang adalah mendatar. Ini adalah gelombang melintang. Ia hanya boleh wujud dalam pepejal.
Kelajuan gelombang elektromagnet pelbagai jenis adalah berbeza. Hartanah ini berjaya digunakan oleh ahli seismologi untuk menentukan jarak ke sumber gempa bumi.
Apabila gelombang merambat, zarah berayun sepanjang atau merentasi, tetapi ini tidak disertai dengan pemindahan jirim, tetapi hanya dengan pergerakan. Jadi ia ditunjukkan dalam buku teks "Fizik" Gred 9.
Pencirian persamaan gelombang
Persamaan gelombang dalam sains fizik ialah sejenis persamaan pembezaan hiperbola linear. Ia juga digunakan untuk bidang lain yang diliputi oleh fizik teori. Ini adalah salah satu persamaan yang digunakan fizik matematik untuk pengiraan. Secara khususnya, gelombang graviti diterangkan. Digunakan untuk menerangkan proses:
- dalam akustik, sebagai peraturan, jenis linear;
- dalam elektrodinamik.
Proses gelombang dipaparkan dalam pengiraan untuk kes berbilang dimensi bagi persamaan gelombang homogen.
Perbezaan antara gelombang dan hayunan
Penemuan yang luar biasa datang daripada memikirkan fenomena biasa. Galileo mengambil degupan jantungnya sebagai standard masa. Oleh itu, kestabilan proses ayunan bandul ditemui - salah satu peruntukan utama mekanik. Iahanya untuk bandul matematik - sistem ayunan yang ideal, yang dicirikan oleh:
- kedudukan imbangan;
- daya yang mengembalikan badan kepada kedudukan keseimbangan apabila ia menyimpang;
- peralihan tenaga apabila turun naik berlaku.
Untuk membawa sistem tidak seimbang, syarat untuk berlakunya ayunan adalah perlu. Dalam kes ini, tenaga tertentu dilaporkan. Sistem getaran yang berbeza memerlukan jenis tenaga yang berbeza.
Ayunan ialah proses yang dicirikan oleh pengulangan berterusan pergerakan atau keadaan sistem dalam tempoh masa tertentu. Demonstrasi yang jelas tentang proses berayun ialah contoh bandul berayun.
Proses berayun dan gelombang diperhatikan dalam hampir semua fenomena semula jadi. Gelombang mempunyai fungsi mengganggu atau mengubah keadaan medium, merambat di angkasa dan membawa tenaga tanpa perlu memindahkan jirim. Ini adalah sifat tersendiri proses gelombang; mereka telah dikaji dalam fizik untuk masa yang lama. Semasa menyelidik, anda boleh menyerlahkan panjang gelombang.
Gelombang bunyi boleh wujud dalam semua sfera, ia bukan hanya wujud dalam vakum. Gelombang elektromagnet mempunyai ciri khas. Ia boleh wujud di mana-mana, walaupun dalam ruang hampa.
Tenaga gelombang bergantung pada amplitudnya. Gelombang bulat, merambat dari sumber, menyerakkan tenaga di angkasa, jadi amplitudnya berkurangan dengan cepat.
Gelombang linear mempunyai sifat yang menarik. Oleh itu, tenaganya tidak dihamburkan di angkasaamplitud gelombang sedemikian berkurangan hanya disebabkan oleh daya geseran.
Arah perambatan gelombang digambarkan oleh sinar - garisan yang berserenjang dengan hadapan gelombang.
Sudut antara sinar tuju dan normal ialah sudut tuju. Antara rasuk normal dan pantulan ialah sudut pantulan. Kesamaan sudut ini dikekalkan pada sebarang kedudukan halangan berbanding hadapan gelombang.
Apabila ombak yang bergerak dalam arah bertentangan bertemu, gelombang berdiri boleh terbentuk.
Keputusan
Partikel medium antara nod bersebelahan gelombang berdiri berayun dalam fasa yang sama. Ini adalah parameter proses gelombang yang ditetapkan dalam persamaan gelombang. Apabila gelombang bertemu, kedua-dua peningkatan dan penurunan dalam amplitudnya boleh diperhatikan.
Mengetahui ciri-ciri utama proses gelombang, adalah mungkin untuk menentukan amplitud gelombang yang terhasil pada titik tertentu. Mari kita tentukan dalam fasa apakah gelombang dari sumber pertama dan kedua akan tiba pada tahap ini. Selain itu, fasanya adalah bertentangan.
Jika perbezaan laluan ialah bilangan ganjil separuh gelombang, amplitud gelombang yang terhasil pada titik ini adalah minimum. Jika perbezaan laluan adalah sama dengan sifar atau nombor integer panjang gelombang, peningkatan dalam amplitud gelombang yang terhasil akan diperhatikan pada titik pertemuan. Ini ialah corak gangguan apabila gelombang daripada dua sumber ditambah.
Kekerapan gelombang elektromagnet ditetapkan dalam teknologi moden. Peranti penerima mesti mendaftarkan gelombang elektromagnet yang lemah. Jika anda meletakkan reflektor, lebih banyak tenaga gelombang akan memasuki penerima. Sistem pemantul dipasang supaya ia menghasilkan maksimumisyarat pada peranti penerima.
Ciri-ciri proses gelombang mendasari idea moden tentang sifat cahaya dan struktur jirim. Oleh itu, apabila mempelajarinya dalam buku teks fizik gred 9, anda boleh berjaya mempelajari cara menyelesaikan masalah dari bidang mekanik.
