WIELKOŚCI I

POJĘCIA

CHARAKTERYZUJĄ

CE RUCH FALOWY

Ewa Sławin

Michał Zieliński

DEFINICJA FALI

Fala jest to zaburzenie rozprzestrzeniające się
w ośrodku propagacji (rozchodzenia się fali), w
którym pojawienie się zaburzenia w jednym
miejscu pociąga za sobą drobne zmiany,
wychylenia w otoczeniu tego miejsca, przy
czym samo źródło fali nie musi się poruszać.
Występuje transfer energii a nie materii.

FALA MECHANICZNA

Przykładami fal
mechanicznych są
fale morskie,
fale dźwiękowe,
fale sejsmiczne.

DEFINICJA

Fala mechaniczna jest to zaburzenie ośrodka
rozchodzące się ze skończoną prędkością.
Cząsteczki ośrodka w którym rozchodzi się
fala mechaniczna drgają wokół swoich
położeń równowagi. Fale te rozchodzą się
w ośrodkach sprężystych i przenoszą energię.

Powierzchnia falowa to powierzchnia, którą
tworzą punkty ośrodka o takiej samej fazie
drgań jednakowo odległe od źródła fali

ZE WZGLĘDU NA ZALEŻNOŚĆ POMIĘDZY

KIERUNKIEM DRGAŃ I KIERUNKIEM

ROZCHODZENIA SIĘ FALI, ROZRÓŻNIAMY FALE:

POPRZECZNE – kierunek drgań

cząsteczek ośrodka jest

prostopadły do kierunku

rozchodzenia się fali.

PODŁUŻNE – kierunek drgań

cząsteczek ośrodka jest

równoległy do kierunku

rozchodzenia się fali.

KOLISTE – wytwarzane przez

źródło punktowe. drgania

rozchodzą się we wszystkich

kierunkach, ale w jednej

płaszczyźnie.

KULISTE –drgania rozchodzą się

we wszystkich kierunkach w

przestrzeni.

DŁUGOŚĆ FALI



To odległość (mierzona równolegle do
kierunku rozchodzenia się fali) między
kolejnymi powtórzeniami kształtu fali.

AMPLITUDA



Bezwzględna wartość maksymalnego
przemieszczenia fali względem jej
położenia równowagi

PRĘDKOŚĆ FALI



prędkość z jaką przemieszcza się czoło
fali (charakterystyczna dla ośrodka nie
zależy od amplitudy)

CZĘSTOTLIWOŚĆ



określa liczbę cykli zjawiska okresowego
występujących w jednostce czasu

Okres fali



Czas wykonania jednego pełnego drgania

ENERGIA I NATĘŻENIE
FALI



Fala biegnąca niesie energię uzyskaną ze źródła
wytwarzającego fale



Energia jest wprost proporcjonalna do kwadratu
amplitudy



Transport energii charakteryzuje natężenie fali

ODBICIE

CAŁKOWITE WEWNĘTRZNE ODBICIE

ZAŁAMANIE

ZASADA SUPERPOZYCJI

Jeśli w danym ośrodku rozchodzi się
kilka fal to wychylenie cząsteczki z
położenia równowagi jest sumą
geometryczną wychyleń
odpowiadających poszczególnym
falom

INTERFERENCJA

Jest to nakładanie się fali -
sumowanie tak zwanych fal
spójnych to znaczy fal o takich
samych częstotliwościach i stałym w
czasie przesunięciu fazowym
pochodzących z kilku źródeł.

Interferencja może mieć charakter
konstruktywny (fale wzmacniają się –
amplituda drgań rośnie), gdy spotkają
się w fazach zgodnych. Interferencja ma
charakter destruktywny (fale
osłabiają się – amplituda drgań
wynosi 0), gdy spotkają się w fazach
przeciwnych.

Wzmocnienie:

Wygaszenie:







)

(









...



ZASADA HUYGENSA

Sformułowana przez Christiaana
Huygensa zasada mówiąca, iż
każdy punkt ośrodka, do
którego dotarło czoło fali można
uważać za źródło nowej fali
kulistej,

DYFRAKCJA

Jest to zmiana kierunku rozchodzenia fali
spowodowana przeszkodą

Zgodnie z zasadą Huygensa każdy punkt szczeliny na
który pada fala, wytwarza falę kulistą.

Fala po drugiej stronie przeszkody jest superpozycją
fal wtórnych

Zjawisko to zachodzi wyraźnie dla przeszkód o
wielkości porównywalnej do długości fali

Czoło fali ugiętej stanowi linię
styczną czół fal wtórnych.

RÓWNANIE FALI
PŁASKIEJ

Fala płaska jest to fala, której powierzchnie
falowe tworzą równoległe do siebie linie proste,
gdy fala rozchodzi się po powierzchni, i
płaszczyzny, gdy rozchodzi się w przestrzeni.

)

(

sin







