fale

Program pozwala obserwować wynik nakładania się dwóch poprzecznych fal harmonicznych danych równaniami: y1 = A1sin(k1x – 1t) oraz y2 = A2sin(k2x – 2t ‑ ), gdzie k jest tzw. liczbę falową równą k = 2/, a  częstością  = 2/T = 2f. Za pomocą odpowiednich suwaków można zmieniać stosunek amplitud A2/A1 interferujących fal oraz ich różnicę faz . Dobierając te parametry możemy prześledzić jakie warunki muszą być spełnione np. dla maksymalnego wzmocnienia lub całkowitego wygaszenia się fal. Oprócz interferencji w przestrzeni (dodawanie fal o tej samej częstości) możemy prześledzić przypadek interferencji w czasie. Pojawia się ona gdy przez dany punkt w przestrzeni przebiegają w tym samym kierunku fale o trochę różnych częstotliwościach co możemy zrealizować w programie zmieniając suwakiem stosunek częstotliwości f2/f1. Mówimy, że mamy do czynienia z modulacją amplitudy AM (stosowana np. w odbiornikach radiowych). Dla fal dźwiękowych AM przejawia się jako zmiana głośności nazywana dudnieniami.

Wreszcie możemy zaobserwować wynik nakładania się dwóch identycznych fal poruszających się w przeciwnych kierunkach (np. fala padająca i odbita). Otrzymana fala wypadkowa nazywana jest falą stojącą i charakteryzuje się tym, że amplitudy drgań poszczególnych punktów ośrodka zależą od ich położeń (w przeciwieństwie do fali bieżącej gdzie te amplitudy są jednakowe). Punkty o maksymalnej amplitudzie nazywamy strzałkami, a punkty o amplitudzie zerowej węzłami. Ponieważ energia przenoszona przez falę jest proporcjonalna do kwadratu amplitudy więc w przypadku fali stojącej (w przeciwieństwie do fali bieżącej) nie jest ona przenoszona wzdłuż ośrodka bo nie może przepłynąć przez węzły (zerowa amplituda); jest na stałe zmagazynowana w poszczególnych punktach ośrodka.

Wybierając opcję fale wyświetlane możemy obserwować fale składowe, falę wypadkową lub wszystkie te fale. Polecenie Pauza, z menu programu, pozwala zatrzymać program i odczytać (w danej chwili) te wartości. Polecenie Start pozwala na dalsze wykonywanie programu.

Więcej na temat drgań swobodnych możesz dowiedzieć się z Notatek do Wykładów z Fizyki (Wykład 15) dostępnych na stronie internetowej http://galaxy.uci.agh.edu.pl/~kakol/


Wyszukiwarka