Fale mechaniczne – powtórka przed maturą

Fala mechaniczna

Zaburzenie przemieszczające się w ośrodku materialnym, np. dźwięk, fale wodne.

Rodzaje fal mechanicznych

Fale podłużne i poprzeczne. Podłużne: drgania równoległe do kierunku propagacji. Poprzeczne: drgania prostopadłe.

Cechy fal

Amplituda, długość fali, częstotliwość, okres. Amplituda: maksymalne wychylenie od położenia równowagi.

Długość fali (\displaystyle BB)

Odległość między dwoma sąsiednimi punktami w tej samej fazie drgań. Zależność: \displaystyle v = f imes BB.

Częstotliwość ($\displaystyle f$)

Liczba drgań na jednostkę czasu. Mierzona w hercach (Hz). Związek: $\displaystyle f = \frac{1}{T}$.

Okres ($\displaystyle T$)

Czas jednego pełnego drgania. Związek z częstotliwością: $\displaystyle T = \frac{1}{f}$.

Prędkość fali ($\displaystyle v$)

Zależy od medium: \displaystyle v = \frac{BB}{T}. W powietrzu: ok. 343 m/s dla dźwięku.

Fala dźwiękowa

Fala podłużna w medium gazowym, cieczy lub ciele stałym. Rozprzestrzenia się przez zmiany ciśnienia.

Fala poprzeczna

Drgania prostopadłe do kierunku propagacji. Przykład: fale na wodzie, fale elektromagnetyczne.

Superpozycja fal

Zasada mówiąca, że dwie lub więcej fal mogą się nakładać, tworząc nową falę.

Interferencja

Zjawisko, w którym dwie fale spotykają się w tym samym miejscu, tworząc wzór interferencyjny.

Odbicie fali

Zmiana kierunku fali po napotkaniu przeszkody. Zachowanie: kąt padania = kąt odbicia.

Załamanie fali

Zmiana kierunku fali podczas przejścia między dwoma różnymi ośrodkami. Zależne od prędkości fali w obu ośrodkach.

Dyfrakcja

Zjawisko uginania się fal wokół przeszkód. Im mniejsza szczelina, tym większa dyfrakcja.

Fala stojąca

Fala, która nie przemieszcza się, powstaje z dwóch fal o tej samej częstotliwości kierunkach przeciwnych.

Równanie fali

Opisuje falę: $y(x,t) = A imes ext{sin}(k x - u t + heta)$\displaystyle , gdzie$A$ to amplituda.

Przesunięcie fazowe

Różnica w fazie dwóch fal. Mierzy się w radianach lub stopniach.

Fala elektromagnetyczna

Fala, która nie potrzebuje medium do propagacji. Przykład: światło, fale radiowe.

Fala sejsmiczna

Fala generowana przez ruchy ziemi. Może być P (podłużne) lub S (poprzeczne).

Zjawisko Dopplera

Zmiana częstotliwości fali w wyniku ruchu źródła fal lub obserwatora. Przyspieszenie źródła powoduje wzrost częstotliwości.