Pin
Send
Share
Send


Medium transmisyjne

Medium przenoszące falę nazywa się medium transmisyjne. Można go podzielić na jedną lub więcej z następujących kategorii:

  • ZA medium liniowe, jeśli można dodać amplitudy różnych fal w dowolnym punkcie ośrodka.
  • ZA ograniczone medium, jeśli medium ma zasięg skończony; w przeciwnym razie medium nazywa się an nieograniczone medium.
  • ZA jednolity średni, jeśli właściwości fizyczne medium są takie same w różnych częściach medium.
  • Na ośrodek izotropowy, jeśli właściwości fizyczne medium to podobnie w różnych kierunkach.

Matematyka konkretnych przypadków

Rozmnażanie za pomocą sznurków

Prędkość (v) fali poruszającej się wzdłuż sznurka jest wprost proporcjonalna do pierwiastka kwadratowego napięcia (T) z gęstością liniową (ρ):

Fale podróżne

Fale podróżujące mają zaburzenia (amplituda ), która zmienia się w obu przypadkach () i odległość (). Można to wyrazić matematycznie jako:

gdzie jest obwiednią amplitudy fali, jest numer fali, i jest faza fali.

Równanie falowe

The równanie falowe to równanie różniczkowe opisujące zmiany fali harmonicznej w czasie. Równanie ma nieco inne formy, w zależności od tego, w jaki sposób fala jest transmitowana i medium, przez które podróżuje. Dla jednowymiarowej fali schodzącej po linie wzdłuż - oś z prędkością () i amplituda () (który ogólnie zależy zarówno od x, jak i t), równanie fali jest następujące:

W trzech wymiarach równanie staje się:

.

Należy zauważyć, że prędkość () zależy zarówno od rodzaju fali, jak i od medium, przez które jest ona transmitowana.

Ogólne rozwiązanie równania falowego w jednym wymiarze podał francuski fizyk-matematyk Jean Le Rond d'Alembert (1717-1783). To jest

Można to postrzegać jako dwa impulsy poruszające się po napiętej linie w przeciwnych kierunkach; fa w + x kierunek i sol w -x kierunek. Jeśli zastąpimy x powyżej, zastępując go kierunkami x, y, z, możemy następnie opisać falę rozchodzącą się w trzech wymiarach.

W mechanice kwantowej równanie Schrödingera opisuje falowe zachowanie cząstek subatomowych. Rozwiązaniami tego równania są funkcje falowe, które można wykorzystać do opisu gęstości prawdopodobieństwa cząstki. Mechanika kwantowa opisuje także właściwości cząstek, które inne fale (takie jak światło i dźwięk) mają w skali atomowej i subatomowej.

Zobacz też

  • Widmo elektromagnetyczne
  • Częstotliwość
  • Powaga
  • Lekki
  • Dźwięk
  • efekt Dopplera
  • Długość fali

Dalsza lektura

  • French, A.P. (1971). Wibracje i fale (M.I.T. Wstępna seria fizyki). Nelson Thornes. ISBN 074874479.

Linki zewnętrzne

Wszystkie linki pobrano 10 sierpnia 2013 r.

  • Wibracje i fale - Podręcznik online
  • Brzmi niesamowicie - zasoby edukacyjne dla AS i A dla dźwięku i fal

Pin
Send
Share
Send